半導体デバイスの基礎特性

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    目的
     半導体デバイスの基本であるpn接合を用いたダイオードに関して,電気的・光電的基礎特性を測定し,測定結果の解析から,半導体材料やpn接合の不純物濃度分布などに起因した特性の違いを把握し,半導体デバイスの動作原理の理解を深める.
    理論
    pn接合
    順方向電流-電圧(I-V)特性
     pn接合に順方向バイアス電圧Vを印加するとn側のバンドがeVだけ持ち上がり,n側の電子がp側へ,p側の正孔がn側へそれぞれ注入される.注入された少数キャリアは拡散し,拡散電流Idiffが流れる.同時に,空乏層内の格子欠陥,格子間または置換位置不純物原子などの再結合中心を介して生成・再結合電流Igrが流れる.したがって,理想的な場合,pn接合を流れる順方向電流Iは,
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    (3)
    となる.ただし,Is:飽和電流,e:素電荷,V:バイアス電圧,kB:ボルツマン定数,     T:絶対温度,W:空乏層幅,ni:真性キャリア濃度,τ:空乏層でのキャリア寿命である.印加バイアス電圧Vが,kBT/e(室温:約25meV)の数倍以上の領域では,順方向電流Iは,一般的に
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    と,表すことができる.ここで,n値..

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