Лаба 2

МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики»

Кафедра «Электроники»

Отчет по лабораторной работе №2

по дисциплине “Электроника” на тему:

“ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТАЛЛО-ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЕРЕХОДОВ”

Вариант №3

Выполнили студенты группы БИК2406: Епланов Р.

Проверили: Кириллов И., Пресняков С.

Москва, 2025г.

1. Цель работы

Целью работы является исследование металло-полупроводниковых

переходов при использовании различных сочетаний металла и полупроводника.

При этом определяются следующие характеристики и параметры:

– тип контакта (омический или Шотки);

– сопротивление омического контакта.

Для контакта Шотки при U = 0 определяются:

– контактная разность потенциалов;

– толщина;

– тепловой ток;

– барьерная емкость.

2. Результат выполненной работы

На рисунке 1 представлена схема металл–полупроводниковых переходов (m–n и m–p) при условии qφм < qφп, где формируются обогащённый и обеднённый слои.

Рисунок 1-р — Схемы m–n и m–p переходов при исходных данных

Чтобы уменьшить сопротивление омического

контакта, увеличим площадь поперечного сечения нейтрального слоя до , так как в формуле для расчета омического контакта находится в обратной пропорциональности.

На рисунке 2 показана конструкция металл–полупроводниковых переходов (m–n и m–p) с увеличенной площадью поперечного сечения нейтрального слоя.

Рисунок 2 – Схемы m–n и m–p переходов при увеличении площади перехода

Чтобы увеличить толщину перехода, уменьшаем концентрацию в п/п примесей до

Рисунок 3 – Схемы m–n и m–p переходов при уменьшении концентрации примеси

Чтобы уменьшить барьерную ёмкость, уменьшим площадь поперечного сечения нейтрального слоя до .

Рисунок 4 – Схемы m–n и m–p переходов при уменьшении площади перехода

Таблица 1 – Результаты исследований

Характеристики и параметры	Исходный вариант	Вариант с уменьшенным R	Вариант с увеличенной и напряжением пробоя	Вариант с уменьшенной
Исходный вариант
Металл	W	W	W	W
Полупроводник	GaAs	GaAs	GaAs	GaAs
	20	20	20	20
Результаты при T = 300K
Тип контакта в m-n варианте	Омический	Омический	Омический	Омический
Тип контакта в m-p варианте	Шотки	Шотки	Шотки	Шотки
, В
, мкм
, А
, Ф

3. Вывод

В результате проделанной работы мы исследовали основные характеристики металл–полупроводниковых переходов (m–n и m–p) при различных изменениях исходных параметров. Было установлено, что в m–n варианте формируется омический контакт, а в m–p варианте — барьерный (Шоттки). Анализ сопротивления омического контакта показал, что оно обратно пропорционально площади поперечного сечения нейтрального слоя. При этом в формуле для сопротивления фигурируют также толщина полупроводникового слоя L и концентрация примесей N, однако в данной работе они считались постоянными, а изменялась только площадь, что позволило наглядно подтвердить её влияние на уменьшение сопротивления.

Мы установили, что уменьшение концентрации примесей приводит к росту толщины обеднённого слоя и увеличению напряжения пробоя. Снижение площади перехода уменьшает барьерную ёмкость, что согласуется с теоретическими зависимостями. Также отмечено, что изменение площади и концентрации примесей влияет на тепловой ток: при увеличении площади он возрастает, при уменьшении — снижается.

Таким образом, мы подтвердили справедливость теоретических зависимостей, показали влияние площади и концентрации примесей на электрические характеристики металл–полупроводниковых переходов и зафиксировали, что при анализе часть параметров (толщина L, концентрация N) принимались постоянными, чтобы выделить влияние именно исследуемой величины.