Мелкий донор
Cтраница 3
Эти теоретические значения энергий связи сравниваются с экспериментальными данными для некоторых доноров, обычных для каждого из приведенных полупроводников. Как видно из этой таблицы, приближение эффективной массы довольно хорошо предсказывает значения энергий связи мелких доноров. Однако существует большое число доноров, энергии связи которых не согласуются с предсказаниями теории эффективной массы. Центры, энергии связи которых нельзя вычислить с помощью приближения эффективной массы, называются глубокими центрами. В дальнейшем они будут рассмотрены подробнее. [31]
Для охлажденных кристаллов уровень Ферми стремится расположиться вблизи энергетических уровней имеющихся центров. В случае ZnTe Al увеличение концентрации алюминия при такой температуре и давлении пара цинка, когда концентрация электронов превышает концентрацию однократноионизованных вакансий цинка ( я ( V J), приведет к резкому подъему уровня Ферми в охлажденных кристаллах с мелкими донорами и акцепторами от положения, близкого к валентной зоне, до уровня, близкого к зоне проводимости. Высоким сопротивлением должны обладать только кристаллы, имеющие по каким-либо причинам дефекты с глубокими энергетическими уровнями. [32]
Обозначим плотность дислокации через ND. Так как дислокация носит акцепторный характер, то она может захватить на единицу длины tif) электронов. Кроме того, полупроводник содержит обычные мелкие доноры и акцепторы в концентрациях Л д и Ns, которые будем считать полностью ионизованными. [33]
В полупроводник введены акцепторы о концентрацией Na 10 см-3. Их уровень расположен вблизи середины запрещенной зоны. Кроме того, в полупроводник введены еще мелкие доноры с Nd 1015 см-3. При низкой температуре образец освещается светом, генерирующим g 10 см-3 с-1 пар носителей равномерно по объему. [34]
Эксперимент это подтверждает: на рис. 123 приведен экспериментально полученный спектр поглощения образца кремния, легированного бором. Узкие пики на длинноволновом крае основной примесной полосы соответствуют переходам с участием возбужденных состояний атомов бора. Полоса поглощения лежит в далекой инфракрасной области спектра в соответствии с величиной энергии ионизации мелких доноров, составляющей сотые доли электрон-вольта. [35]
 |
Спектры примесного поглощения. [36] |
Эксперимент это подтверждает: на рис. 113 приведен экспериментально полученный спектр поглощения образца кремния, легированного бором. Узкие пики на длинноволновом крае основной примесной полосы соответствуют переходам с участием возбужденных состояний атомов бора. Полоса поглощения лежит в далекой инфракрасной области спектра в соответствии с величиной энергии ионизации мелких доноров, составляющей сотые доли электрон-вольта. [37]
 |
Спектры примесного поглощения.| Спектр примесного поглощения кремния, легированного бором. [38] |
Эксперимент это подтверждает: на рис. 123 приведен экспериментально полученный спектр поглощения образца кремния, легированного бором. Узкие пики на длинноволновом крае основной примесной полосы соответствуют переходам с участием возбужденных состояний атомов бора. Полоса поглощения лежит в далекой инфракрасной области спектра в соответствии с величиной энергии ионизации мелких доноров, составляющей сотые доли электрон-вольта. [39]
Для супермногослойной структуры с высокоомными я-областями процесс установления равновесного состояния ( уменьшение накопленного объемного заряда) происходит по экспоненциальному закону [21], причем вначале с постоянной времени % Ыят 12п1, а затем с вдвое большей: Т2Л Тр / га. Так как Nd tti, то процесс разрядки емкостей р-п-переходов затягивается на очень большое время. Например, в кремнии с NdW1 см - и тр10 - 5 с напряжение на р-п-переходах после снятия возбуждающего фактора уменьшается в е раз за время порядка одной минуты. В арсениде галлия с такой же концентрацией мелких доноров и с тР10 7 с этот процесс затянется уже примерно на час. [40]
Аморфизи-рованный приповерхностный слой был рекристаллизован воздействием лазерного импульса, после чего в образцах был обнаружен новый парамагнитный центр, который был идентифицирован как изолированный замещающий кремний атом азота. В отличие от других примесей в кремнии данный центр имеет симметрию С зи - Кроме того, доказано, что атомам узельного азота соответствует глубокий уровень в запрещенной зоне, однако определить его энергетическое положение пока не удалось. Поэтому вопрос о том, является ли азот, как и другие примеси элементов V группы в кремнии мелким донором или нет, остается открытым. [41]
Как будет показано в конце этого раздела, такое предположение действительно оправдывается. Концентрации собственных дефектов в различных областях для кристаллов чистого теллурида кадмия и легированного индием или золотом приведены в табл. XVI.3. Сначала рассмотрим кристаллы, содержащие индий. В соответствии с экспериментальными данными имеется область, где [ e l UnJtot-При уменьшении величины К рсл ( R) концентрация электронов изменяется пропорционально R1 / z и при низких значениях этого параметра кристаллы имеют высокое сопротивление. Наконец, нужно ожидать, что кристаллы будут иметь высокое сопротивление, если электроны захватываются центрами Vcd - Положения этих трех областей показаны на рис. XVI.26, причем рис. XVI.26 a отвечает высоким температурам, а рис. XVI.26 6 - состоянию кристалла после быстрого охлаждения. Последний рисунок построен исходя из предположения, что при быстром охлаждении смещения атомов не происходит, а наблюдается только перераспределение электронов. На рис. XVI.26, б отдельно показано состояние при Т 0 К ( донорные центры не ионизированы, все электроны занимают уровни с минимальной энергией) и состояние при комнатной температуре, когда мелкие доноры ионизированы полностью, а глубокие акцепторы ионизированы частично. [42]
Страницы: 1 2 3