Проводимость - и-тип
Cтраница 1
 |
Плоскостное изображение кристалла германия с примесями. [1] |
Проводимость и-типа получают, вводя в полупроводник элементы группы V. [2]
Если полупроводник обладает проводимостью и-типа, а Фт меньше хх, то образуется в строгом смысле омический контакт с крайне низким рсо. Значение рсо такого контакта зависит от концентрации носителей в полупроводнике, характера явлений рассеяния в металле и в областях полупроводника, прилегающих к барьеру, а также от квантовомеханического отражения носителей в области границы раздела, для которой характерны изменения потенциала. [3]
Вслед за фотолитографической обработкой выполняется операция легирования кремния примесями - фосфором или мышьяком - для получения проводимости и-типа и заданной концентрации носителей заряда или же операция легирования бором для получения проводимости - типа. Легирование осуществляется диффузионным способом: поверхность подложки при температуре 900 - 1200 С подвергается воздействию атомов легирующей примеси, которые диффундируют в глубь подложки. [4]
Структура p - i - n представляет собой последовательность слоев одного и того же полупроводникового материала, обладающих проводимостью р-типа, собственной проводимостью и проводимостью и-типа. [5]
Прибор также состоит из трех слоев материала с проводимостями р - и - типов, но только здесь с обоих краев пластинки германия расположены слои с проводимостью и-типа, а в центре - слой с проводимостью р-типа. [6]
Для всех трех соединений - PbS, PbSe и РЬТе - имеется очень мало данных о положении энергетических уровней, образованных определенными примесями. Бребрик и Скэнлон [123] сообщали, что в материале с проводимостью и-типа энергия активации примесей порядка 0 03 эв, а в материале с проводимостью р-типа порядка 0 001 эв, но природа этих примесей не установлена. Большинство исследователей, предпринимавших попытки определить энергию ионизации примесей из измерений электропроводности и эффекта Холла при очень низких температурах, пришли к выводу, что обычно она очень мала и, конечно, значительно меньше 0 01 эв. [7]
Для изготовления комплементарных биполярных транзисторов наиболее часто применяется эпи-таксиально-диффузионная технология. Для изготовления же р-п-р-транзисторов на общей подложке р-типа путем селективной диффузии формируют карманы с проводимостью и-типа. В этих карманах формируют диффузионный слей р-типа, на который с помощью эпи-таксии осаждается и-слой. Затем путем диффузии в эпитаксиальном слое создают эмиттеры р-типа. Нижний слой р-типа служит коллектором, а эпитаксиальный n - слой между коллектором и эмиттером - базой. Основным недостатком таких транзисторов также является разброс значений коэффициента P. Ширина же базы в значительной мере зависит от толщины эпи-таксиального слоя. Последний недостаток исключается в вертикальных структурах, у которых все три области транзистора ( коллектор, база и эмиттер) формируются путем диффузии. Такая комплементарная структура наиболее сложна в изготовлении, так как требует соблюдения высокой точности концентрации легирующих примесей. [8]
Лоусон показал, что это обусловливается присутствием кислорода в исходных веществах, из которых синтезировалось соединение. После тщательного восстановления вещества в атмосфере водорода при температуре, близкой к точке плавления, выяснилось, что по желанию можно выращивать кристаллы с проводимостью как п -, так и р-типа, причем избыток теллура обусловливает проводимость р-типа, а избыток свинца - проводимость и-типа. Только применив эту улучшенную технику, оказалось возможным вырастить этим методом монокристаллы PbS и PbSe. Тем самым на монокристаллах всех трех соединений было установлено, что избыточный свинец действует как донорная примесь, а сера, селен и теллур - как акцепторная примесь в PbS, PbSe и РЬТе соответственно. Было также выяснено, что кислород во всех трех соединениях действует как акцепторная примесь. Как мы видели, эти результаты были уже получены на поликристаллических образцах, однако оставалось сомнение относительно роли кислорода, так как было известно что вокруг микрокристалликов образуется оксидная пленка. [9]
Эти неравновесные основные носители заряда повышают эффективное значение проводимости в области 2 и увеличивают ток через контакт, снижая эффективность ннжекции у - К - п - образуются путем введения в ПП примесей, создающих доноры в IIII с проводимостью р-мша и акцепторы в ПП с проводимостью и-типа. [10]
В результате реакции на поверхности пластины осаждается слой чистого кремния Si. При введении дополнительных примесей получают эпитаксиальные слои с заданным типом проводимости. Для получения проводимости и-типа используют соединения фосфора, проводимость р-типа обеспечивают соединения бора. [11]
Полевые транзисторы можно соединять последовательно ( столбиком), поэтому элементы И, ИЛИ строят по различным схемам. Для КМДП принято, чтобы единица отображалась высоким уровнем, а ноль - низким. Данные транзисторы имеют каналы с различными типами проводимости: VT1 - канал с проводимостью и-типа; VT2 - канал с проводимостью р-типа. На соединенные вместе затворы подается входной сигнал. Напряжение питания положительной полярности может составлять от 3 до 15 В. Напряжение низкого уровня для микросхем КМДП равно 0 001 В, а напряжение высокого уровня практически равно напряжению питания. [12]
Теоретический анализ свойств переходов, образующихся между и - и р-областями одного и того же материала, оказывается наиболее простым, благодаря чему теория гомогенных переходов разработана довольно подробно. Подобные переходы создают, как правило, посредством перекомпенсации легированного монокристалла при введении в него диффузионным методом легирующей примеси, обеспечивающей проводимость противоположного типа. Так, при диффузии фосфора в легированный бором кремний р-типа образуется тонкий слой материала проводимости и-типа. [13]
В нашем примере ( рис. 1.1, б) один из атомов кремния замещен атомом сурьмы. Четыре валентных электрона сурьмы образуют ковалентные связи с четырьмя соседними атомами кремния, пятый же электрон остается на своей круговой орбите. Для освобождения этого электрона достаточно подвести извне незначительную энергию порядка 0 05 эВ ( доя германия 0 01 эВ), поскольку сила электростатического притяжения его к атому сурьмы резко снижается из-за влияния атомов исходного вещества. Примесный атом при этом становится положительно заряженным ионом. Это означает, что при температурах выше 200 К все освободившиеся электроны участвуют в процессе электропроводности, а примесные атомы ионизируются. Избыток свободных электронов обусловливает электронную проводимость ( проводимость и-типа) данного полупроводникового материала. [14]
В результате открытия значительной фотопроводимости этих веществ в период между 1940 - 1950 гг. появилось большое количество работ, посвященных изучению фотоэлектрических свойств пленок, полученных методом испарения, тип проводимости которых легко может быть изменен путем термической их обработки в различных газовых средах. Эти слои являются поликристаллическими, поэтому их свойства существенным образом зависят от поверхностных свойств отдельных зерен и от формы контакта между ними. Исследования слоев, полученных испарением, дали много сведений о свойствах тонких пленок и позволили разработать прекрасные детекторы инфракрасного излучения; в то же время эти исследования лишь незначительно увеличили наши знания об основных свойствах этих веществ как полупроводников. В самом деле, сколько недоразумений было вызвано тем, что недостаточно ясна была роль межкристаллических барьеров. Опубликованные до 1952 г. работы, посвященные изучению свойств таких пленок, вошли в обзоры [98, 107], поэтому здесь мы на них останавливаться не будем. С тех пор свойства слоев и особенно их фотоэлектрические свойства изучались рядом авторов. Эти эксперименты показали, что кислород способен диффундировать вглубь вещества и может быть извлечен из него путем прогрева в вакууме. Влияние добавочного кислорода состоит в конверсии вещества с проводимостью и-типа в материал с проводимостью р-типа. Кислород, таким образом, создает в этих соединениях акцепторные центры. Точная природа этих центров еще не установлена с определенностью, но кажется вероятным, что ионы О2 занимают узлы, принадлежащие ионам S2, в результате чего образуются катионные вакансии, которые действуют как неглубокие акцепторные центры. [15]
Страницы: 1