Валентная зона - германий
Cтраница 3
Эта связь принадлежит к той микрообласти кристалла, в которой находится атом индия. Для того, чтобы ее переместить в любую другую область кристалла, необходимо затратить небольшую энергию, называемую в данном случае энергией активации акцепторных примесей - Д.акц. В результате произведенного перемещения в валентной зоне германия образуется дырка, а вблизи атома индия появляется избыточный электрон. [31]
В них наблюдается большое изменение сопротивления, которое не может быть объяснимо указанным выше изменением концентрации носителей заряда. Вспомним, что валентная зона германия и кремния обладает почти сферическими поверхностями энергии, поэтому объяснить аномально большое тензосопротивление анизотропией проводимостей подобно тому, как это имеет место в зоне проводимости, нельзя. При наложении анизотропной деформации нарушается симметрия поля решетки, что приводит к снятию вырождения - потолок валентной зоны легких и тяжелых дырок смещается на различную величину и в противоположных направлениях. [32]
В них наблюдается большое изменение сопротивления, которое не может быть объяснимо указанным выше изменением концентрации носителей заряда. Вспомним, что валентная зона германия и кремния обладает почти сферическими поверхностями энергии, поэтому объяснить аномально большое тензосопротивление анизотропией проводимостей подобно тому, как это имеет место в зоне проводимости, нельзя. [33]
Примеси как частный случай дефекта почти невозможно устранить, так как трудно получить химические соединения, содержащие менее 10 - 6 мол. Примеси-заместители, например В в Ge или СаС12 в NaCl, заметно изменяют электропроводность. В первом случае бор с тремя валентными электронами вносит дырку в валентную зону германия; во втором случае при включении Са2 в положение Na в структуре NaCl для сохранения электрической нейтральности требуется образование катионной вакансии в другом положении. Подобно тому как соседний электрон может перейти в дырку в валентной зоне германия, соседний ион Na может сдвинуться на место катионной вакансии. Следует отметить, что примесные атомы могут занимать также положения в промежутках. [34]
Примеси как частный случай дефекта почти невозможно устранить, так как трудно получить химические соединения, содержащие менее 10 - 6 мол. Примеси-заместители, например В в Ge или СаС12 в NaCl, заметно изменяют электропроводность. В первом случае бор с тремя валентными электронами вносит дырку в валентную зону германия; во втором случае при включении Са2 в положение Na в структуре NaCl для сохранения электрической нейтральности требуется образование катионной вакансии в другом положении. Подобно тому как соседний электрон может перейти в дырку в валентной зоне германия, соседний ион Na может сдвинуться на место катионной вакансии. Следует отметить, что примесные атомы могут занимать также положения в промежутках. [35]
 |
Уровни прилипания ( а, 6 н глубокие примесные уровни ( в в полупроводниках. [36] |
Некоторые примеси в полупроводниках приводят к возникновению примесных уровней, расположенных далеко от границ энергетических зон. Такие уровни называются глубокими. В качестве примера на рис. 5.19 е показаны примесные уровни атомов меди, введенных в германий. При абсолютном иуле атом меди является нейтральным. С повышением температуры он захватывает из валентной зоны германия сначала один, затем два и, наконец, три электрона, превращаясь в трехкратно отрицательно заряженный ион. В валентной зоне германия образуются при этом три дырки. [37]
Другие прямые методы определения различным образом усредненных величин эффективной массы основаны на опыте Бенедикта - Шок-ли, который позволяет установить зависимость диэлектрической постоянной от концентрации свободных электронов или дырок. Так как коэффициент отражения зависит от эффективной диэлектрической постоянной, то этим обстоятельством можно также воспользоваться для определения эффективной массы. Этот метод в области длин волн 5 - 35 мк использовали Спитцер и Фань [29], показавшие, что измеренные таким образом величины хорошо согласуются с усредненными эффективными массами, вычисленными на основе данных циклотронного резонанса; за исключением германия р-типа, совпадение было хорошим для всех полупроводников, для которых известны значения эффективных масс, полученные методом циклотронного резонанса. Отсутствие такого совпадения в случае германия р-типа, вероятно, связано со структурой валентной зоны германия ( см. гл. [38]
Некоторые примеси в полупроводниках приводят к возникновению примесных уровней, расположенных далеко от границ энергетических зон. Такие уровни называются глубокими. В качестве примера на рис. 5.19 е показаны примесные уровни атомов меди, введенных в германий. При абсолютном иуле атом меди является нейтральным. С повышением температуры он захватывает из валентной зоны германия сначала один, затем два и, наконец, три электрона, превращаясь в трехкратно отрицательно заряженный ион. В валентной зоне германия образуются при этом три дырки. [39]
Поэтому происходит своеобразная компенсация примесей: электроны доноров опускаются на свободные уровни акцепторов, и происходит рекомбинация электронов и дырок. Электроны доноров закрепляются на акцепторных атомах, и общее число носителей заряда в полупроводнике уменьшается. Так, например, если в германий с - типом проводимости, обусловленной донорными примесями, вводится 10 % трехвалентной примеси ( от числа доноров), то это эквивалентно убыли донорных примесей на 10 % - электроны доноров заполняют дырки, созданные акцепторами. При этом электропроводность германия уменьшится. Наоборот, если в германий р-типа будет введена акцепторная примесь, то его электропроводность увеличится. Это связано с появлением новых свободных уровней, расположенных у верхнего края валентной зоны. На эти уровни будут дополнительно переходить электроны из валентной зоны германия, и число дырок в ней возрастает. [40]
Страницы: 1 2 3