Cтраница 3
Первый из этих актов представляет собой хемосорбцию атома или радикала С с образованием слабой связи с поверхностью. Этот переход осуществляется за счет теплового заброса электрона из валентной зоны на акцепторный локальный уровень адсорбированной частицы и сопровождается образованием свободной дырки в валентной зоне. Третий акт представляет собой рекомбинацию атома или радикала С, налетающего из газовой фазы с хемосорбированным атомом или радикалом С, находящимся в прочной связи с поверхностью. [31]
Больцмана, равная 1.38 - 10 - lfi эрг / град. Ответ на вопрос, что означают знаки пир при эффективных массах, будет дан ниже, в связи с объяснением природы положительной проводимости ( см. стр. Согласно формуле ( 4), заброс электронов в зону проводимости, требующий определенной затраты энергии, происходит при любой температуре тела, даже и очень низкой. В связи с этим, быть может, будет нелишним пояснить это обстоятельство более подробно и попутно выявить причину экспоненциальной зависимости концентрации от температуре. Ведь средняя тепловая энергия колеблющегося атома решетки зависит от температуры тела, и при некоторой достаточно низкой температуре она может стать намного меньше той энергии Дс. Может возникнуть вопрос: почему же в таком случае процессы возбуждения совершаются при любой температуре. Объяснение этого обстоятельства связано со статистическим характером распределения тепловой энергии менаду атомами тела. Это выражается в том, что тепловая энергия отдельных атомов может в течение некоторого промежутка времени быть сколь угодно больше и сколь угодно меньше ее среднего значения. [32]
Увеличение числа носителей заряда в зоне проводимости возможно также за счет эффекта термоэлектронной ионизации, рассмотренного Френкелем. Сильное электрическое поле может понизить потенциальный барьер на величину AW в направлении, противоположном электрическому полю. Тогда энергия активации, необходимая для теплового заброса электрона в зону проводимости, уменьшается на величину Е Е - AW. Отличие этого эффекта от туннельного эффекта в том, что там поле переводит электроны в зону проводимости, а здесь поле только понижает барьер, а сам переход осуществляется за счет тепловых колебаний атомов. Следовательно, термоэлектронная ионизация зависит от температуры, тогда как эффект Зинера не зависит. [33]
При обратном напряжении на р-п переходе ОПЗ обеднена носителями заряда и равновесие между процессами генерации и рекомбинации нарушено в пользу генерации носителей заряда. Генерация носителей заряда происходит через ловушки, имеющие энергетические уровни вблизи середины запрещенной зоны. Допустим, что тепловое возбуждение привело к забросу электрона из валентной зоны на уровень ловушки, при этом дырка, возникшая в валентной зоне, перенесется электрическим полем ОПЗ в р-об-ласть. Электрон, локализованный на ловушке, вернуться в валентную зону не может, так как там нет дырок, с которыми он может рекомбинировать. Поэтому электрон за счет теплового возбуждения может перейти только в зону проводимости. Электрон, появившийся в зоне проводимости, перенесется против направления электрического поля в - область. [34]
Рассмотрим механизм фотопроводимости более подробно. В от -: утствие облучения благодаря непрерывному взаимодействию электронов с кристаллической решеткой полупроводника температура гувствительного элемента фоторезистора устанавливается практиче -: ки постоянной. Этой температуре соответствует определенная кон - 1ентрация электронов и дырок ( гао и ро), образовавшихся в результате тепловых забросов электронов валентной зоны ( или примеси) з зону проводимости. Эти электроны и дырки принято называть) авновесными носителями тока. [35]
Лавинное умножение носителей в ОПЗ полупроводника ( см. рис. 5.15, г) возникает при приложении к низкоомной структуре МДП больших ( как правило, импульсных) электрических полей. Оно характеризуется значительным разогревом электронно-дырочной плазмы. Так, согласно проведенным в работе [511] оценкам, температура электронного газа при лавинном умножении достигает 5000 К, что способно обеспечить заброс электронов из зоны проводимости полупроводника в зону проводимости диэлектрика и привести, таким образом, к появлению электронной проводимости диэлектрика. [36]
Электрический ток в нем обусловливается главным образом электронами, но не только ими. При всех отличных от абсолютного нуля температурах в электронном полупроводнике в качестве носителей тока служат также и дырки, но по сравнению с электронами их значительно меньше. Во время теплового заброса электронов с донорных уровней в свободную зону в нее также забрасываются и электроны из заполненной зоны, вследствие чего и образуются дырки. [37]
Рассмотрим вопрос о вычислении интенсивности тепловых забросов. Для этого необходимо прежде всего учесть, что поскольку распределение по энергиям в с - и и-зонах неравновесных носителей не отличается от распределения равновесных и они, по существу, неразличимы), то характер, например, рекомбинационных процессов для тех и других одинаков. Тр в (22.1), (22.2), одинаковы для равновесных и неравновесных носителей в зоне. Средняя вероятность теплового заброса электрона из ловушки в озону ( или дырки в f - зону) также одинакова для равновесных и неравновесных электронов ( дырок), ибо микроскопическая картина взаимодействия тепловых флуктуации с одним электроном ( дыркой), разумеется, не зависит от того, с каким зарядом ( равновесным или неравновесным) происходит это взаимодействие. Эти соображения позволяют при рассмотрении статистики переходов неравновесных носителей использовать коэффициенты ( характеризующие средние вероятности единичных микропроцессов, например fn и fp) полученные из рассмотрения равновесных переходов. [38]
Время жизни уменьшается при снижении уровня Ферми. В этом случае, в равновесии, ловушки почти полностью пусты и охотно захватывают неравновесные электроны из зоны. Однако в дальнейшем захваченный электрон не всегда рекомбинирует с дыркой. Поскольку число дырок не очень велико, с процессом рекомбинации конкурирует процесс теплового заброса электрона из ловушки обратно в зону проводимости. При снижении уровня Ферми концентрация дырок растет, относительная роль теплового заброса электронов из ловушек в зону уменьшается и время жизни падает. [39]
В аморфных полупроводниках локализованными оказываются электронные состояния, лежащие в запрещенной зоне там, где плотность состояний относительно мала. Электроны, находящиеся в локализов. При Т О К этот механизм не работает и локализов. Ферми / р) в аморфных полупроводниках находится глубоко в запрещенной зоне, и при не очень низкой Т электропроводность осуществляется с помощью теплового заброса электронов в состояния, лежащие выше порога подвижности. При самых низких темп - pax электропроводность становится прыжковой. [40]
Время жизни уменьшается при снижении уровня Ферми. В этом случае, в равновесии, ловушки почти полностью пусты и охотно захватывают неравновесные электроны из зоны. Однако в дальнейшем захваченный электрон не всегда рекомбинирует с дыркой. Поскольку число дырок не очень велико, с процессом рекомбинации конкурирует процесс теплового заброса электрона из ловушки обратно в зону проводимости. При снижении уровня Ферми концентрация дырок растет, относительная роль теплового заброса электронов из ловушек в зону уменьшается и время жизни падает. [41]
В неупорядоченных системах условие а) не выполняется. В неупорядоченных средах имеются два типа состояний электрона - локализованные и долокализованные. Локализация, связанная с разупорядочением решетки, наз. Если уровень Ферми в металле или сильно легированном полупроводнике проходит выше уровня локализации, то их проводимость носит металлич. В обратном случае проводимость осуществляется путем активированных перескоков между локализованными состояниями или тепловым забросом электронов выше уровня локализации. [42]
Для эффекта сенсибилизации существуют два объяснения. Одно связывает этот эффект с переносом энергии возбуждения от адсорбированных молекул красителя к носителям, захваченным на локальных уровнях, с возбуждением их в проводящее состояние. По другой модели процесс сенсибилизации заключается в передаче электрона от красителя к полупроводнику. Поскольку некоторые из исследованных красителей не обладают фотоэлектрической чувствительностью, то в этом случае предпочтительнее первый механизм. Так как сенсибилизированная фотопроводимость осуществляется дырками, то передача энергии возбуждения полимеру приводит, по-видимому, к забросу электрона из полностью заполненной зоны на локальные уровни с высвобождением дырки, участвующей в фотопроводимости, или ( что то же) к возбуждению дырки в валентную зону с уровней захвата. [43]
Восстановление заряда на величину Q / g - 10u см-2 происходит в течение нескольких месяцев. Процесс ускоренного восстановления заряда Q, называемый отжигом, происходит за счет нейтрализации его электронами, дополнительно введенными в оксид. Обычно нейтрализующие электроны получают или в результате повышения температуры прибора ( материала) - термический отжиг, или облучением светом - ультрафиолетовый отжиг. Восстановление заряда при термическом отжиге обусловлено инжекцией электронов из кремния в оксид. Одновременно при температурах отжига 150 - 300 С происходит восстановление скорости поверхностной рекомбинации. При ультрафиолетовом освещении также происходит заброс электронов в оксид из кремния. [44]