ورود کاربران
فایل های مرتبط
کاربران آنلاین
وضعيت آنلاين ها :
ميهمان :
14 نفر
اعضا :
0 نفر
مجموع :
14 نفر
آمار بازديد :
بازدید های امروز :
492
تعداد کل بازدید ها :
24917348
گزارشات سایت
فايل هاي رايگان:
105 فايل
فایل های غیر رایگان :
4,490 فايل
فایل های ويژه:
220 فايل
مجموع كاربران ويژه :
0 كاربر
مجموع کاربران عادي :
2,247 كاربر
ساختارهای دور آلاییده
دسته بندي : پروژه و مقاله,فیزیک
حجم فایل : 3.71 مگابايت
فرمت فايل هاي فشرده : WORD
تعداد صفحات : 150 صفحه
تعداد بازدید : 183 مرتبه
حجم فایل : 3.71 مگابايت
فرمت فايل هاي فشرده : WORD
تعداد صفحات : 150 صفحه
تعداد بازدید : 183 مرتبه
قیمت:
14,800 تومان
پس از پرداخت، لینک دانلود فایل برای شما نشان داده می شود.
پس از پرداخت، لینک دانلود فایل برای شما نشان داده می شود.
فروشنده ی فایل
توضیحات :
عنوان
ساختارهای دور آلاییده
این فایل با فرمت ورد و آماده پرینت می باشد.
فهرست مطالب
فصل اول : ساختارهاي دورآلاييده 1
مقدمه 2
1-1 نيمه رسانا 3
1-2 نيمه رسانا با گذار مستقيم و غير مستقيم 4
1-3 جرم موثر 4
1-4 نيمه رساناي ذاتي 6
1-5 نيمه رساناي غير ذاتي و آلايش 7
1-6 نيمه رساناهاي Si و Ge 10
1-7 رشد بلور 13
1-7-1 رشد حجمي بلور 15
1-7-2 رشد رونشستي مواد 15
1-7-3 رونشستي فاز مايع 16
1-7-4 رونشستي فاز بخار 18
1-7-5 رونشستي پرتو مولکولي 19
1-8 ساختارهاي ناهمگون 20
1-9 توزيع حالتهاي انرژي الکترونها در چاه کوانتومي 21
1-10 انواع آلايش 23
1-10-1 آلايش کپه¬اي 24
1-10-2 آلايش مدوله شده (دورآلاييدگي) 24
1-10-3 گاز الکتروني دوبعدي 25
1-10-4 گاز حفره¬اي دوبعدي 26
1- 11 ویژگی و انواع ساختارهاي دور آلاييده 27
1-11-1 انواع ساختارهاي دورآلاييده به¬¬لحاظ ترتيب رشد لايه¬ها 27
1-11-2 انواع ساختار دور آلاييده به لحاظ نوع آلاييدگي ( n يا p ) 28
1-11-3 انواع ساختار دور آلاييده دريچه¬دار 29
1-12 کاربرد ساختارهاي دور آلاييده 33
1-12-1 JFET 33
1-12-2 MESFET 34
1-12-3 MESFET پيوندگاه ناهمگون 35
فصل دوم : اتصال فلز نيمه رسانا (سد شاتکي) 38
مقدمه 39
2-1 شرط ايده آل و حالتهاي سطحي 41
2-2 لايه تهي 44
2-3 اثر شاتکي 47
2-4 مشخصه ارتفاع سد 51
2-4-1 تعريف عمومي و کلي از ارتفاع سد 51
2-4-2 اندازه گيري ارتفاع سد 57
2-4-3 اندازه گيري جريان – ولتاژ 57
2-4-4 اندازه گيري انرژي فعال سازي 60
2-4-5 اندازه گيري ولتاژ- ظرفيت 60
2-4-6 تنظيم ارتفاع سد 62
2-4-7 کاهش سد 62
2-4-8 افزايش سد 63
2-5 اتصالات يکسوساز . 64
2-6 سدهاي شاتکي نمونه 64
فصل سوم : انتقال بار در ساختارهاي دورآلاييده 66
مقدمه 67
3-1 ساختار دور آلاييده معکوس p-Si/Si1-XGeX/Si . 68
3-2 ساختار نوار ظرفيت ساختار دور آلاييده معکوسp-Si/SiGe/Si 69
3-3 محاسبه انتقال بار در ساختارهاي دور آلاييده. 71
3-3-1 آلايش مدوله شده ايده¬آل 71
3-3-2 محاسبات خود سازگار چگالي سطحي حاملها 74
3-3-3 اثر بارهاي سطحي بر چگالي گاز حفره¬اي 74
3-4 روشهاي کنترل چگالي سطحي حاملها 76
3-4-1 تاثير تابش نور بر چگالي سطحي حاملها 77
3-4-2 تاثير ضخامت لايه پوششي بر چگالي سطحي حاملها 78
3-4-3 دريچه دار کردن ساختار دور آلاييده 79
3-5 ساختارهاي دورآلاييده معکوس p-Si/SiGe/Si با دريچه بالا 79
3-6 انتقال بار در ساختارهاي دورآلاييده معکوس با دريچه بالا 82
3-7 تاثير باياسهاي مختلف بر روي چگالي سطحي ¬حفره¬ها 83
3-8 ملاحظات تابع موج. 86
3-9 وابستگي Zav به چگالي سطحي حاملها در ساختارهاي بي دريچه 87
3-10 وابستگي Zav به چگالي سطحي حاملها در ساختارهاي دريچه¬دار 87
فصل چهارم : نتايج محاسبات 89
مقدمه 90
4-1 محاسبات نظري ساختارهاي دورآلاييده بي دريچه Si/SiGe/Si 91
4-1-1 محاسبات نظري ns برحسب Ls 91
4-1-2 محاسبات نظري ns برحسب NA 96
4-1-3 محاسبات نظري ns برحسب nc 99
4-1-4 محاسبات نظري کليه انرژيهاي دخيل برحسب Ls 100
4-2 محاسبات نظري ساختارهاي دورآلاييده دريچه¬دار Si/SiGe/Si 100
4-2-1 محاسبات نظري ns برحسب vg 100
4-2-2 بررسي نمونه ها با nsur متغير و تابعي خطي از vg با شيب مثبت 107
4-2-3 بررسي نمونه ها با nsur متغير و تابعي خطي از vg با شيب منفي 114
فصل پنجم : نتايج 124
5-1مقايسه سد شاتکي با ساختار دورآلاييده دريچه دار p-Si/SiGe/Si 125
5-2 بررسي نمودارهاي مربوط به چهار نمونه 125
پيوست 129
چکيده انگليسي (Abstract) 139
منابع 141
فصل اول
ساختارهاي دورآلاييده
مقدمه:
امروزه قطعات جديدي در دست تهيه¬اند که از لايه¬هاي نازک متوالي نيمه¬رساناهاي مختلف تشکيل مي شوند . هر لايه داراي ضخامت مشخصي است که به دقت مورد کنترل قرار مي گيرد و از مرتبه 10 نانومتر است . اينها ساختارهاي ناهمگون ناميده مي شوند . خواص الکتروني لايه-هاي بسيار نازک را مي توان با بررسي ساده¬اي که برخي از اصول اساسي فيزيک کوانتومي را نشان مي دهد به دست آورد [31] .
در اين فصل ابتدا به بررسي خواص نيمه¬رسانا مي پردازيم سپس با نيمه¬رساناهاي سيليکان و ژرمانيوم آشنا مي شويم و بعد از آن انواع روشهاي رشد رونشستي و ساختارهاي ناهمگون را مورد بررسي قرار مي دهيم و همچنين ساختارهاي دورآلاييده را بررسي مي کنيم و در آخر نيز به بررسي کاربرد ساختارهاي دورآلاييده و ترانزيستورهاي اثر ميداني مي پردازيم.
1-1 نيمه¬رسانا:
در مدل الکترون مستقل الکترون¬هاي نوار کاملاً پر هيچ جرياني را حمل نمي¬کنند اين يک روش اساسي براي تشخيص عايق¬ها و فلزات از هم است . در حالت زمينه يک عايق تمام نوارها يا کاملاً پر يا کاملاً خالي هستند اما در حالت زمينه يک فلز حداقل يک نوار به طور جزئي پر است . روش ديگر تشخيص عايق¬ها و فلزات بحث گاف انرژي است گاف انرژي يعني فاصله بين بالاترين نوار پر و پايين¬ترين نوار خالي .
يک جامد با يک گاف انرژي در عايق خواهد بود. در نتيجه با گرم کردن عايق همچنانکه دماي آن افزايش مي¬يابد بعضي از الکترون¬ها به طور گرمايي تحريک شده و از گاف انرژي به سمت پايين¬ترين نوار غير اشغال گذار مي¬کنند . جاي خالي الکترون¬ها در نوار ظرفيت را حفره مي¬نامند اين حفره¬ها ماهيتي مانند بار مثبت دارند در نتيجه در روند رسانش هم الکترون¬ها و هم حفره¬ها شرکت مي¬کنند . الکترون¬هاي برانگيخته شده در پايين¬ترين قسمت نوار رسانش قرار مي¬گيرند در صورتيکه حفره¬ها در بالاترين قسمت نوار ظرفيت واقع مي¬شوند .
جامداتي که در عايق بوده اما داراي گاف انرژي به اندازه¬اي هستند که برانگيزش گرمايي منجر به مشاهده رسانشي در شود به عنوان نيمه¬رسانا شناخته مي¬شود .
ساده¬ترين عناصر نيمه رسانا از گروه چهارم جدول تناوبي هستند که به آنها نيمه¬رساناهاي تک عنصري مي¬گويند سيليکون و ژرمانيوم دو عنصر مهم نيمه¬رساناها هستند . علاوه بر عناصر نيمه-رسانا ترکيبات گوناگون نيمه¬رسانا هم وجود دارد . GaAsيک نمونه نيمه¬رساناهاي است که از ترکيب عناصر گروه (Ga) و گروه (As) بدست آمده¬اند و در ساختار زينک بلند متبلور مي¬شوند . همچنين بلور نيمه¬رسانا از عناصر گروه و هم بوجود مي¬آيد که مي¬تواند ساختار زينک¬بلند داشته باشد و به عنوان نيمه¬رساناهاي قطبي شناخته شده¬اند [1].
1-2 نيمه¬رساناي با گذار مستقيم و غير مستقيم:
هرگاه کمينه نوار رسانش و بيشينه نوار ظرفيت يک نيمه¬رسانا در يک نقطه فضايk قرار بگيرند به چنين نيمه¬رسانايي نيمه رساناي با گذار مستقيم مي¬گويند.
اما اگر کمينه نوار رسانش و بيشينه نوار ظرفيت يک نيمه¬رسانا در يک نقطه فضاي k قرار نگيرند به چنين نيمه¬رسانايي نيمه¬رساناي با گذار غير مستقيم مي¬گوييم.
الکترون¬ها کمينه نوار رسانش و حفره¬ها بيشينه نوار ظرفيت را اشغال مي¬کنند [1] .
(b) (a)
شکل(1-1) : نمودار نيمه-رساناي با گذارهاي مستقيم و غير مستقيم . (a) نيمه¬رساناي با گذار مستقيم .(b) نيمه¬رساناي با گذار غير مستقيم [1] .
1-3 جرم موثر :
الکترون¬ها در بلور بطور کامل آزاد نيستند بلکه با پتانسيل متناوب شبکه برهمکنش دارند . در نتيجه حرکت موج ذره¬اي آنها را نمي توان مشابه الکترون¬ها در فضاي آزاد دانست . براي اعمال معادلات معمولي الکتروديناميک به حامل¬هاي بار در يک جامد بايد از مقادير تغيير يافته جرم ذره استفاده کنيم در اين صورت اثر شبکه منظور شده و مي¬توان الکترون¬ها و حفره¬ها را به صورت حامل¬هاي تقريباً آزاد در بيشتر محاسبات در نظر گرفت .
جرم موثر يک الکترون در ترازي با رابطه معين (E,K) به صورت زير است :
(1-1)
پس انحناي نوار تعيين کننده جرم موثر الکترون است . براي نوار متمرکز حول K=0 رابطه (E;K) در نزديکي حداقل معمولاً سهموي است :
(1-2)
اين رابطه نشان مي¬دهد که جرم موثر در نوار سهموي ثابت است .
انحناي در محل حداقل¬هاي نوار رسانش مثبت ولي در محل حداکثرهاي نوار ظرفيت منفي است . بنابراين الکترون¬ها در نزديکي بالاي نوار ظرفيت داراي جرم موثر منفي هستند . الکترون-هاي نوار ظرفيت با بار منفي و جرم منفي در يک ميدان الکتريکي در همان جهت حفره¬هاي با بار و جرم مثبت حرکت مي¬کنند . در جدول زير جرم¬هاي موثر بعضي از مواد آورده شده است . جرم موثر الکترون با و جرم موثر حفره با نشان داده مي شود [28] .
GaAs Si Ge
0.067m0 1.1m0 0.55m0
0.48m0 0.56m0 0.37m0
جدول(1-1) : مقادير جرم موثر الکترون و حفره در سه نيمه¬رساناي Si ، Ge ، GaAs . m0 جرم حالت سکون الکترون است .
1-4 نيمه¬رساناي ذاتي :
يک بلور نيمه¬رساناي کامل فاقد هرگونه ناخالصي يا نقائص بلوري به نام نيمه¬رساناي ذاتي شناخته مي¬شود . در چنين ماده¬اي هيچگونه حامل آزادي در صفر کلوين وجود ندارد زيرا نوار ظرفيت از الکترون¬ها پر شده و نوار رسانش خالي است . در دماهاي بالاتر با برانگيزش گرمايي الکترون-هاي نوار ظرفيت به نوار رسانش از طريق گاف نواري زوج-هاي الکترون حفره توليد مي-شود . اين زوج¬ها تنها حامل¬هاي موجود در ماده ذاتي هستند .
بدليل توليد زوج الکترون¬ها و حفره¬ها تراکم از الکترون¬هاي نوار رسانش (تعداد الکترون¬ها در هر سانتي متر مکعب ) برابر با تراکم از حفره-ها در نوار ظرفيت (تعداد حفره¬ها در هر سانتي متر مکعب ) است . هر يک از اين تراکم حامل¬های ذاتي را معمولاً با نمايش مي¬دهند . پس براي ماده ذاتي داريم :
(1-3)
برانگيختي حامل¬هاي ذاتي به طور نمايي به بستگي دارد که در آن Eg گاف انرژي است و اين بستگي به صورت رابطه زير است [38]:
(1-4)
مقدار ni در دماي اتاق براي Si، Ge و GaAs به ترتيب برابر با (cm-3 )1010 × 45/1، (cm-3 )1012 × 5/2 و (cm-3 )106 × 79/1 است .
شکل (1-2) : زوج¬هاي الکترون حفره در مدل پيوند کووالانسي از بلور Si
1-5 نيمه¬رساناي غير ذاتي و آلايش :
علاوه بر حامل¬هاي ذاتي توليد شده با گرما مي¬توان با وارد کردن تعمدي ناخالصي به بلور حامل¬هاي اضافي در نيمه¬رساناها بوجود آورد . اين فرايند مرسوم به آلايش متداولترين روش براي تغيير رسانايي در نيمه¬رساناهاست .
با عمل آلايش مي¬توان بلور را طوري تغيير داد که داراي اکثريتي از الکترون¬ها يا حفره¬ها بشود . پس توسط آلايش دو نوع نيمه¬رسانا بوجود مي¬آيد : نوع (اکثريت الکتروني) و نوع (اکثريت حفره¬اي ). هنگاميکه بر اثر آلايش در يک بلور تراکم حالت تعادل حامل-هاي آن و با تراکم ذاتي حامل¬ها تفاوت داشته باشد گوييم ماده غير ذاتي است .
هنگاميکه ناخالصي¬ها يا نقص¬هاي شبکه در يک بلور تقريباً کامل وارد مي¬شوند ترازهاي اضافي در ساختمان نوار انرژي و معمولاً درون گاف نوار ايجاد مي¬شود.مثلاً يک ناخالصي از ستون پنجم جدول تناوبي (p و As و Sb ) توليد يک تراز انرژي در نزديکي نوار رسانش از Si يا Ge مي¬کند. اين تراز در صفر کلوين توسط الکترون¬ها پر شده و انرژي گرمايي خيلي کمي براي برانگيختن اين الکترون¬ها به نوار رسانش لازم است . بنابراين در دماهاي بيش از چند صدکلوين تمام الکترون-ها در تراز ناخالصي در واقع به نوار رسانش " بخشيده " مي¬شوند. يک چنين تراز ناخالصي را تراز دهنده و ناخالصي-هاي ستون پنجم در Ge يا Si را ناخالصي-هاي دهنده مي-نامند. از شکل (1-3) پيداست که ماده داراي ناخالصي-هاي دهنده مي¬تواند حتئ در دماهاي پايين که تراکم حامل¬هاي ذاتي زوج الکترون حفره قابل توجه نيست تراکم قابل ملاحظه¬اي از الکترون¬ها در نوار رسانش داشته باشد . بنابراين نيمه رساناهاي ناخالص شده با تعداد قابل توجهي اتم دهنده داراي در دماي معمولي بوده و يک نيمه¬رساناي نوع محسوب مي¬شوند.
نظرات کاربران :
نظری توسط کاربران ثبت نشده است.
شما هم می توانید در مورد این فایل نظر دهید.