Cтраница 1
Примесные носители создаются в кристалле полупроводника не только чужеродными атомами, но и собственными атомами в том случае, если они оказываются в междоузлии. Так, переход атома Si в междоузлие вызывает образование двух локальных энергетических уровней: атом в междоузлии действует как донор, а пустой узел - как акцептор. [1]
Участие этих примесных носителей тока вполне компенсирует возрастание сопротивления полупроводника в этом интервале температур. [3]
![]() |
Зависимость удельного электросопротивления германия от содержания примесей при 20 С. [4] |
Помимо концентрации примесных носителей электрического тока большое влияние на проводимость оказывает их подвижность. [5]
Определены энергии активации примесных носителей тока. Кристаллы показывают проводимость р-типа. Роль акцепторов приписана структурным дефектам. [6]
![]() |
Примерный график зависимости концентрации носителей тока в полупроводнике от температуры. [7] |
С повышением температуры количество примесных носителей на участке а - б увеличивается до тех пор, пока не истощаются электронные ресурсы примесных атомов. На участке б - в примесные ресурсы уже истощены, а собственная проводимость еще не сказывается; поэтому эта область температур, в которой концентрация постоянна, называется областью истощения. Наконец, на участке в - г температура уже настолько высока, что начинается очень быстрое увеличение числа собственных носителей тока и мы вступаем в область собственной проводимости полупроводника, характеризуемой энергией активации Дэ0 - Опыт показывает, что наклон участка а - б зависит от концентрации примесей Na. Физическая причина этого явления уже была обсуждена выше, в связи с формулой ( 10), определяющей зависимость Д ( эд от Na в частном случае кремния. [8]
При повышении температуры концентрация примесных носителей тока быстро достигает насыщения. Это означает, что практически освобождаются все донорные или заполняются электронами все акцепторные уровни. Вместе с тем по мере роста температуры все в большей степени начинает сказываться собственная проводимость полупроводника, обусловленная переходом электронов непосредственно из валентной зоны в зону проводимости. [9]
![]() |
Схема энергетических уровней полупроводника / г-типа ( а и р-типа ( б. [10] |
При повышении температуры концентрация примесных носителей тока быстро достигает насыщения. Это означает, что практически освобождаются все до-норные или заполняются электронами все акцепторные уровни. Вместе с тем по мере роста температуры все в большей степени начинает сказываться собственная проводимость полупроводника, обусловленная переходом электронов непосредственно из валентной зоны в зону проводимости. [11]
Представляют интерес конкретные цифры концентраций собственных и примесных носителей при нормальной температуре концентрации среды. Рассмотрим примеры с наиболее распространенным материалом - германием. [12]
![]() |
Температурные зависимости электропроводности ( / и коэффициента Холла ( 2. [13] |
Высокое удельное сопротивление, низкая концентрация примесных носителей заряда ( близкая к концентрации собственных носителей), высокая подвижность электронов, сравнительно слабая примесная фотопроводимость и фотолюминесценция говорят о высоком качестве полученных нами кристаллов по сравнению с кристаллами, выращенными другими методами. [14]
Важной характеристикой полупроводников является также время жизни примесных носителей электрического тока. В полупроводнике одновременно с процессом возникно вения свободных электронов и дырок идет обратный процесс рекомбинации: электроны из зоны проводимости вновь возвращаются в валентную зону, ликвидируя дырки. В результате концентрация носителей уменьшается. При данной температуре между этими двумя процессами устанавливается равновесие. Среднее время, в течение которого носитель существует до своей рекомбинации, называют временем жизни. Расстояние, которое успеет пройти за это время носитель, называют диффузионной длиной. Некоторые примеси и дефекты уменьшают время жизни носителей электрического тока и тем самым ухудшают работу прибора. [15]