Techniklexikon

Sperrschicht

Raumladungszone eines pn-Übergangs oder eines Metall-Halbleiter-Übergangs, die an beweglichen Ladungsträgern verarmt ist. Eine S. entsteht z. B. an einem pn-Übergang, wenn dieser in Sperrichtung gepolt wird. Dadurch werden die Majoritätsträger jeweils in ihren Bereich zurückgedrängt, d. h. die Elektronen in das n-Gebiet und die Defektelektronen (Löcher) in das p-Gebiet. Der Übergangsbereich an der Grenzfläche verarmt folglich an Majoritätsträgern und weist deshalb eine wesentlich geringere Leitfähigkeit auf (Leitfähigkeit, spezifische), sperrt also größtenteils den Stromfluß. Der verbleibende Stromanteil wird von den vorhandenen Minoritätsträgern verursacht (Sperrstrom). Mit zunehmendem Potential wird die durch die Dotierung bestimmte S.dicke, d.h. die Breite der Raumladungszone größer. Die Steuerung des Stromflusses in einem leitenden Kanal, dessen Querschnitt sich durch eine S. steuern läßt, wird beim SFET technisch angewendet. In monolithisch integrierten Schaltungen (IS, monolithische) wird die S. eines pn-Übergangs zur Isolation der einzelnen Funktionselemente gegeneinander bei der Sperrschichtisolation genutzt. An Metall-Halbleiter-Übergängen können S. infolge der sich ausbildenden Verarmungsschichten entstehen. Die Steuerung der Dicke einer solchen S. bildet die Grundlage für den MESFET. Festkörperphysik, im Sperrfall (Sperrichtung) der p-n-Diode die verbreiterte Raumladungszone am Übergang. Sie drängt die Ladungsträger aus sich heraus und verhindert somit den Stromfluss bis auf den geringen Sperrstrom durch die Diode.