耗尽层（高电阻区域）

耗尽层

高电阻区域

耗尽层，是指PN结中在漂移运动和扩散作用的双重影响下载流子数量非常少的一个高电阻区域。耗尽层的宽度与材料本身性质、温度以及偏置电压的大小有关。在PN结中，由于载流子浓度的梯度，空穴、电子会通过扩散作用的形式分别向掺杂浓度低的N区、P区移动。PN交界面处空穴与电子复合，剩余的正负离子产生一个内在电场。这个电场会使载流子发生漂移运动，这一运动与扩散的方向正好相反，二者会达成动态平衡。因为耗尽层中载流子少，其特征类似电容，这一电容也被称为结电容。

基本内容

形成在PN结中，由于载流子浓度的梯度，空穴、电子会通过扩散作用的形式分别向掺杂浓度低的N区、P区移动。PN交界面处空穴与电子复合，剩余的正负离子产生一个内在电场。这个电场会使载流子发生漂移运动，这一运动与扩散的方向正好相反，二者会达成动态平衡。这两种作用的结果是在PN结处形成一个电子、空穴都很稀少的耗尽层。因为耗尽层中载流子少，其特征类似电容，这一电容也被称为结电容。

相关研究

ZrB2+SiC陶瓷在高温氧化过程中会形成一层多孔的SiC耗尽层。首先计算了在高温氧化过程中的主要氧化产物。通过对氧化过程中相变机制的分析,利用质量守恒、固体区域体积守恒并结合反应速率方程,研究了SiC耗尽层的形成与演化过程,给出了孔隙率随温度的变化规律。结果表明:氧化过程中生成相的体积膨胀及SiC的初始体积含量是影响SiC耗尽层孔隙率的主要因素。对计算结果的分析解释了试验中发现的在低SiC含量下不出现耗尽层,以及氧化层破坏的现象。 

参考资料

1.ZrB2+SiC陶瓷高温氧化过程中SiC耗尽层的形成机制研究·中国知网