Наличие - поверхностное состояние
Cтраница 1
Наличие поверхностных состояний в запрещенной зоне и заполнение их электронами или дырками приводит к образованию вблизи поверхности полупроводника слоя пространственного заряда и, следовательно, потенциального барьера. Распределение потенциала в слое пространственного заряда определяется уравнением Пуассона. [1]
Наличие поверхностных состояний па поверхности полупроводника приводит к образованию двойного слоя электрического заряда. В зависимости от того, являются ли они акцепторами или донорами, поверхность заряжается отрицательно или положительно. При этом в приповерхностной области возникает слой объемного заряда. [2]
В первом случае наличие поверхностных состояний обусловлено ненасыщенными связями, находящимися на поверхности атомов германия или кремния. Согласно объяснению Хандлера8, поверхностный атом германия в плоскости III связан с тремя расположенными ниже атомами с помощью электронов 4р - орбит. На его 4 -орбиту с одним электроном может перейти из объема полупроводника второй электрон, что приведет к образованию дырки. Образованная таким путем дырка прочно связывается с атомом или переходит в объем и участвует в создании дырочной проводимости. Таким образом, поверхностный атом германия может выполнять роль акцептора. [3]
Мы видели, что наличие поверхностных состояний приводит к искривлению зон энергии в приповерхностном слое. И если это искривление зон велико ( Vs велико), то дополнительное искривление зон, обусловленное контактом полупроводника с металлом, может мало сказаться на свойствах этих контактов. Другими словами, свойства запирающих и антизапирающих слоев будут мало зависеть от природы металла в том случае, когда в действительности они создаются поверхностными состояниями. Различают медленные и быстрые поверхностные состояния в зависимости от времени обмена носителями заряда между ними и объемом. Для медленных состояний времена установления равновесия имеют значение от десятых долей секунды до многих часов. Для быстрых состояний эти времена имеют значение примерно от 10 - 4 до 10 - 6 сек. Медленные состояния связаны с атомами или ионами, адсорбированными на слой окиси или какой-либо другой промежуточный слой полупроводника. Быстрые состояния локализованы на границе между объемом полупроводника и окисной пленкой. [4]
Это особенно справедливо при наличии поверхностных состояний, захватывающих электроны. Однако в случае органических твердых тел глубина области объемного заряда много больше длины рассеяния электронов ( см. разд. [5]
Рассмотренное изменение емкости МДП-структуры не учитывает наличия поверхностных состояний, оказывающих влияние на распределение зарядов между поверхностью и поверхностными уровнями. С учетом зарядов поверхностных уровней C-V - характери-стика сдвигается по оси напряжений в зависимости от знака поверхностного заряда в ту или иную сторону. [6]
Обсуждаются свойства поверхности полупроводника, связанные с наличием поверхностных состояний и слоя пространственного заряда. Дана теория области пространственного заряда, которая принимает во внимание как заряды, связаннные с неподвижными примесями, так и подвижные носители тока обоих знаков. Свойства пространственного заряда выражаются через значения потенциала на поверхности и электрохимических потенциалов электронов и дырок, и связываются характеристиками переноса добавочных носителей тока в однородном полупроводнике. Исследуется изменение поверхностной проводимости, вызванное неисчезающим поверхностным избытком электронов и дырок. Сравниваются области пространственного заряда на свободной поверхности и в р-ге-пе-реходе и оцениваются пределы применимости теории пространственного заряда Мотта - Шоттки. Обсуждается распределение поверхностных состояний соответственно модели Браттэна-Бардина. Дается теория опытов по поверхностному фотоэффекту и влиянию внешнего поля при наличии и в отсутствие поверхностных состояний; делается вывод, что в первом случае поверхностные состояния не играют большой роли, а во втором случае пока еще нет необходимых количественных данных. Обсуждается вопрос о соотношении между потенциалом поверхности и контактной разностью потенциалов. На основе развитой теории обсуждаются свойства каналов. Статья заканчивается небольшим разделом, посвященным явлениям с большим временем релаксации. [7]
Подобное явление характерно для барьеров, образовавшихся из-за наличия поверхностных состояний, а не вследствие перехода электронов из кристалла в металл за счет различия в работах выхода контактирующих материалов. [8]
 |
Искривление границ зон вблизи поверхности и положение уровня поверхностных состояний. [9] |
Для определенности предположим, что поверхностный потенциал обусловлен наличием акцепторных поверхностных состояний NA, энергия которых равна % А. [10]
Какие разновидности поверхностных слоев могут возникать на полупроводнике при наличии различных поверхностных состояний. [11]
Поскольку в очень тонком ( толщиной - 10 нм) верхнем легированном слое элементов свободные носители заряда практически отсутствуют, наличие поверхностных состояний на границе раздела пленки ITO и легированного слоя a - Si: Н может привести к уменьшению диффузионного потенциала. Кроме того, если на границе раздела образуется высокоомный слой оксида, то происходящее при этом увеличение последовательного сопротивления элемента сопровождается снижением коэффициента заполнения вольт-амперной характеристики. [12]
В принципе эффект Дембера можно наблюдать, если электрический контакт сделан в виде емкостной связи и падающее излучение модулируется высокой частотой Однако наличие поверхностных состояний повышает поверхностный барьер даже в отсутствие металлического контакта, а излучение изменяет заселенность этих состояний, в результате чего возникает фотонапряжение, которое также трудно отделить от э д с Дембера. Этот метод переменного тока использовался Эспозито, Ло-ферским и Фликером [228] для наблюдения эффекта Буймистро-ва [103], сходного с эффектом Дембера и заключающегося в увеличении фотонапряжения в полупроводнике при наличии градиента времени жизни неосновных носителей. В этом случае градиент концентрации носителей возрастает, и носители разного знака диффундируют с различными скоростями таким же образом, как описывалось рацее. Возникающее фотонапряжение также описывается уравнением ( 525), которое, как следует отметить, является общим выражением, не зависящим от причины, вызывающей градиент концентрации. [13]
Электрическое поле концентрируется в тех областях, в которых удельное сопротивление больше, чем в остальном объеме; например, на поверхности зерен, где из-за наличия поверхностных состояний могут возникнуть обедненные носителями слои. Области, в которых возможны повышенные напряженности поля, образуются также у контактов с фазой большей проводимости и у металлических электродов. [14]
 |
Зависимость подвижно - когда число поверхностных состоя-сти электронов в инверсном слое ий полупроводнике настолько на поверхности кремния р-тнпа от j r. [15] |
Страницы: 1 2