Министерство образования Российской Федерации

Новосибирский государственный техническиЙ университет

В.П. Разинкин, И.С. Тырышкин

Электроника

Утверждено

Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия

Часть 1

Новосибирск

2006

УДК 621.38(075.8)

Р 173

Рецензент: д-р техн. наук, проф. В.А. Хрусталев

Разинкин, В.П.

Р 173 Электроника : учеб. пособие / В.П. Разинкин, И.С. Тырышкин. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. – Ч. 1. – 48 с.

ISBN 5-7782-0657-7

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлениям Радиотехника и Телекоммуникации, и включает в себя четыре раздела.

В разделе «Электрофизические свойства полупроводников» дано описание физических процессов, проходящих в полупроводниковых материалах. Раздел «Оптические свойства полупроводников» посвящен явлениям, которые имеют место при взаимодействии полупроводников с электромагнитными излучениями. В разделе «Контактные явления» основное внимание уделяется свойствам p-n-переходов. Вместе с тем дается описание других полупроводниковых структур: металл-полупроводник, гетеропереходы, МДП. В разделе «Типовые технологические процессы» перечислены основные технологические операции, проводимые при обработке полупроводниковых материалов. Даны их краткие характеристики.

УДК 621.38(075.8)

ISBN 5-7782-0657-7 © Разинкин В.П., Тырышкин И.С., 2006

© Новосибирский государственный

т ехнический университет, 2006

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. электрофизические свойства полупроводников 5

1.1. Основные свойства полупроводников 5

1.2. Дефекты кристаллической решетки 6

1.3. Носители электрического заряда 7

1.4. Энергетические уровни и зоны 10

1.5. Переходы носителей заряда между зонами и уровнями 12

1.6. Концентрация носителей заряда 13

1.7. Время жизни носителей заряда 16

1.8. Электропроводность полупроводников 17

1.9. Зависимость концентрации носителей заряда и положения уровня Ферми от температуры 18

1.10. Зависимость подвижности носителей заряда и удельной проводимости от температуры 20

1.11. Эффект поля 21

2. Оптические свойства полупроводников 23

2.1. Поглощение света 23

2.2. Люминесценция полупроводников 24

2.3. Фоторезистивный эффект 25

2.4. ЭДС в полупроводнике 26

3. Контактные явления 27

3.1. Электронно-дырочный переход 27

3.2. Ток через p–n-переход 28

3.3. Прямое включение p–n-перехода 29

3.4. Обратное включение p–n-перехода 29

3.5. Вольт-амперная характеристика (ВАХ) идеализированного p–n-перехода 30

3.6. Зонная (энергетическая) диаграмма p–n-перехода 30

3.7. Отличия ВАХ реального и идеализированного p–n-переходов 32

3.8. Пробой p–n-перехода 33

3.9. Зависимость ВАХ p–n-перехода от температуры 34

3.10. Зависимость ВАХ p–n-перехода от материала полупроводника 35

3.11. Емкость p–n-перехода 36

3.12. Контакт металл–полупроводник 37

3.13. Гетеропереходы 39

3.14. Структура металл–диэлектрик–полупроводник 40

4. Типовые технологические процессы 42

4.1. Подготовительные операции 42

4.2. Эпитаксия 42

4.3. Термическое окисление 43

4.4. Диффузия 44

4.5. Ионная имплантация 44

4.6. Травление 45

4.7. Техника масок 46

4.8. Металлизация 46