第九章 异质结
由两种或两种以上不同半导体材料 接触形成的pn结。
1、分类 （1）导电类型
①反型异质结 p-n Ge-GaAs或 （p）Ge-（n）GaAs ②同型异质结 n-n Ge-GaAs或 （n）Ge-（n）GaAs ③双异质结
（n）Ga1-xAlxAs-（p）GaAs -(n） Ga1-xAlxAs （2）过渡区 ①突变结：过渡区小于1μm

分类： （1）成分超晶格 周期性改变薄层的成分而形成的超晶格。 （2）掺杂超晶格 周期性改变同一成分的各薄层中的掺杂类型 而形成的超晶格。（NIPI晶体）
b
b
c
c
z

子能带

l
χA WA
EFB
Δ Ev
E vB
3、异质结的应用 （1）提高少子的注射效率 npn晶体管

电子注射效率
jn jn j jn j p
n型宽禁带半导体和p型窄禁带半导体构成的异质结 正向偏压 主要是注入p型半导体中的电子电流 注入n型半导体中的空穴电流可忽略
p型宽禁带半导体和n型窄禁带半导体构成的异质结
②缓变结：过渡区大于1μm
（3）能带结构的不同
半金属
AlxGa1-xAs GaAs GaAs1-xSbx InxGa1-xAs GaSb
跨立型
错开型 电子空穴 分离
InAs
破隙型

2、异质结能带图 E0
χB WB E c
B
χA
EcA EFA E vA qVDA
qVD ΔEc qVDB χB
EcA EFA E vA
提高空穴注射效率
（2）调制掺杂技术提高载流子的迁移率 n
场效应管频率特性
+
调制掺杂

（3）窗口效应
Eg2 hv Eg1 Eg1<hv<Eg2
光电池
（4）异质结激光器 粒子数占据反转： 导带中存在有大量电子， 价带中存在有
a1 a2
p233
5、半导体超晶格 由交替生长两种半导体材料薄层组成的一 维周期性结构，其薄层厚度的周期小于电 子的平均自由程的人造材料。 制备方法： 分子束外延（MBE）-单原子的生长 金属有机化合物汽相淀积（MOVCD）