Полупроводниковый прибор

Полупроводниковый прибор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистичеених

Респубпин

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii 633396 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.04.77 (21) 2476150/18-25 с присоединением заявки М (5l)M. Кл.

Н 01 1 29/44

Геаудврствахньа хеатет

СССР аа далам взобратаххх в атхрытхм (23) Приоритет

Опубликовано 05.10.79. Бюллетень М 87

Дата опубликования описания 05 1079 (у) уд К 621 382

: (088.8) (72) Автор изобретения

С. М. Рывкин

Ордена Ленина физико-технический институт им. А. Ф. Иоофе (7l ) Заявитель (54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРИБОР

Изобретение относится к полупроводниковым приборам для выпрямления, усиления, генерирования или переключения электрических сигналов, а также к резисторам и фоторезисторам, и может быть использовано при конструировании этих приборов.

Известно, что всякий полулроводниковый прибор содержит, по крайней мере, один контакт с линейной вольт-амперной характеристикой. Нарушение этого свойства (линейности) приводит .10 к ухудшению рада характеристик прибора (таких,например, как коэффициент усиления транзистора, коэффициент вы рямления диода, линейность люкс-амперной характеристики фоторезистора и тд.). Обычно возникновение нели15 нейности происходит при некотором предельном для данного прибора значении рабочего напряжения и тока. Для увеличения их допустимых значений необходимо, чтобы вольт-амперная характеристика оставалась линейной в возможно бо1тее широком диапазоне напряжений и токов.

Лля полупроводника с монополярной проводимостью линейными свойствами обладает антиза орный контакт (1). Конструктивно такой контакт представляет собой соединение полупроводника с металлом, полученное с помощью вплавления или диффузии. Металл подбирается таким образом, чтобы на контакте не возникал барьер для входа носителей заряда s полунроводник и выхода их из него. Однако антиэапорный контакт не обладает линейными свойствами для полупроводника . биполярной проводимостью, так как он является запорным для носителей заряда противоположного знака (неосновных) .

При приложении напряжения эти носители будут либо накапливаться (аккумулироваться) вблизи контакта, либо напротив, уходить от него. Для нредотвращения этого вблизи контакта создается область с высокой скоростью генерационнорекомбинационных, процессов, Известен полупроводниковый прибор на основе биполярного полупроводника, содержащий, по крайней мере, один омическкй контакт (2).

Вблизи контакта скорость рекомбинации и генерации неосновных носителей велика. Такой контакт конструктивно выполнен так же, как анти-, запорный контакт, но приконтактная область полупроводника, кроме rr ro, содержит больлюе

Формула йзобретения

3 633396 количество дефектов или примесных це1пров, введенных в полупроводник с помощью диффузии или грубой шлифовки поверхности полупроводника. Через такие дефекты или примесные центры неосновные носители быстро рекомбинируют или генерируются, и изменение их концентрации не про11сходит.

Недостатком прибора с таким ко1пактом является, во-первых, малые допустимые предельные напряжения и токи, так как вводимы" при- 1О меси и дефекты имеют, как правило, различную скорость захвата электронов и дырок, а заряд, захваченный дефектами и примесями, ведет к нелинейности волы-амперной характеристики, ВО-ВтОРых, ВоспРОизводимость этих IIBPBMcTPGII 15 недостаточна, так как отклонение от лштейности вольт-амперной ь арактеристики оказывается существенно различнь«м даже для контактов, изготовленных в более или менее одинаковых условйях, из-за того, что процессы диффузия или 2а грубой шлифовки, с помощь1О Ko«opblx BBo Tся дефекть1 и примеси В нриконтактную Область, ие обеспечивают достаточной восчроизводимости результатов.

Цель изобрететп1я — увеличе1п1е допустимого 25 рабочего напряжетп«я и тока при одновременном улучп1ен1п1 воспроизводимости эттгх параметров.

Поставленная цель достигается тем, что омический контакт выполнен в виде чередуюпп1хся областей и - и р -типа провод11мости, электри- зО чески замкнутых между собой, причем расстоятпте между ними и, по крайней мере, один из размеров каждой области меньше диффузионной длины электро1п«о-дырочных пар в приконтактном слое биполярного полуп1яводника. 35

Сущность изобретения сос«оит в том, что при таком выполнении контакта Он представляет собой совокупность антизатп1рных контактов дпя электронов н дырок. Эти контакты находятся друг от друга на «аком расстоштии, что но- 4О ситель каждого знака способен выйти из полупроводника через СВОЙ а«пизапорньтй контакт и мгновенно "рекомбинировать" через соедтпаг«ельный провод. Другими словаьщ, находящиеся близко друг от друга замкнутые накоротко об- 45 ласти с противоположным изгибом зон увеличивают скорость рекомбииационных процессов вблизи контакта, Очевидно, что в той же мере возрастает и скорость генерационных процессов.

Таким образом, накопления неосновных носите- 50 лей не происходит и вольт-амперная характеристика контакта линейна в широком диапазоне напряжений и токов.

Конструкция части полупроводникового прибора с таким контактом изображена на чертеже.

На поверхность биполярного полупроводника 1 нанесены контактные области 2 и 3 и -типа проводимости и р -тина проводимости соответственно, причем ширина каждой из областей 11 и 12, а также рассстояние между ними 1з меньше диффузионной длины электрон-дырочных пар в приконтактной области полупроводника. Области 2 и 3 соединены внешним проводником 4.

Прибор работает следующим образом.

При прохождении тока через контакт, если он находится, например, под отрицательным потенциалом, электроны свободно поступают из

+ области 2 и -типа проводимости в полупроводник, а дырки, подходящие к контакту, свободно входят в область 3 p+-типа проводимости и через замыкающий эти области проводник 4 соединяются ("рекомбинируют") с электронами.

При изменении знака потенциала контакта IIQведение электронов и дырок меняется на противоположное.

Таким образом, в предложенной конструкции прибора омический контакт обладает антиэапорными свойствами и для электронов и для дырок, Иными словами, он обеспечивает высокую скорость рекомбинационно-генерационных процессов и, следовательно, имеет линейную вольтамперную характеристику в широкой области токов и напряжений.

Полупроводниковый прибор на основе биполярного полупроводника, содержащий, по крайней мере, один омический контакт, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью увеличения долустимого рабочего напряжения и тока при одно временном улучшении воспроизводимости этих параметров, омический контакт выполнен в виде

+ Ф чередующихся областеи и - и р - типа проводимости, электрически замкнутйх между собой, причем расстояние между ними и, по крайней мере, один из размеров каждой области меньше диффузионной длины электронно-дырочных пар в приконтактном слое биполярного полупроводника

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Арсенид галлия. Получение, свойства и применение. Под ред. Ф. П. Кесаманлы и Д. Н, Наследова, М., "Наука", 1973, с, 335 — 344.

2. Патент США И 3965279, кл. 427 — 89, опублик. 1976.

Составитель Г. Корнилова

Редактор Е. Месропова Техред Н.Бабурка Корректор И. Михеева

Заказ 6026/60 Тираж 923 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4