Мелкие уровни
Cтраница 2
Рассмотренный метод раздельного определения УУД и Na пригоден только в тех случаях, когда существуют локальные мелкие уровни, отделенные от основной зоны энергетическим зазором. В случае же большого содержания примесей примесная зона уже сливается с основной зоной, локальные уровни исче - - зают и раздельное определение концентрации доноров и акцепторов можно надежно произвести только для германия n - типа и с некоторым приближением для кремния tt - типа. Это осуществляется измерением температурной зависимости подвижности электронов. Низкотемпературная и высокотемпературная часть кривой ( слева и справа от максимума) связаны с рассеянием электронов на ионах примеси и на акустических колебаниях атомов решетки. [16]
Коэффициент М может быть определен несколькими способами, одним из которых является вычисление отношения концентраций глубоких и мелких уровней прилипания, как это только что было показано. Вторым способом является определение величины nt ( Ef, Ein) eL - заряда анода, необходимого для за-полнения глубоких уровней прилипания. В то же время общий заряд, находящийся в тепловом равновесии с зоной проводимости, равен nt ( Etn) eL, Следовательно, коэффициергт М может быть вычислен как отношение этих двух величин. Третий способ оценки величины М предложен Редингтоном [3, 4], который вычислял М как отношение полного и дифференциального сопротивлений. [17]
Выше указывалось, что в приближении эффективной массы, когда потенциал считается чисто кулоновским, все мелкие уровни должны иметь одну п ту же энергию активации. Однако на самом деле энергия активации в n - Ge для As равна 0 0127 эв, для Р - 0 0120 эв и лишь для Sb это значение - 0 0096 эв - наиболее близко к величине Si 0 009 эв, вычисленной в приближении эффективной массы с учетом сложной структуры зон. Отступление экспериментальных значений Щ & от теоретической ( oi может служить мерой, указывающей, насколько потенциал внутри иона отличается от периодического потенциала основной решетки. Действительно, из кривых рис. 88 видно, что фононные пики наиболее четко видны на диодах с примесью Sb, тогда как у диодов с примесями Р и As, имеющими наибольшую энергию активации, преобладают переходы с передачей импульса ионам и пики почти незаметны. [18]
И доноры, и акцепторы с малой энергией ионизации образуют в кристалле систему из так называемых мелких уровней. В отличие от них, в реальных кристаллах существуют и глубокие уровни. Их происхождение связано с теми случаями, когда потенциал примеси меняется так быстро, что его можно считать отличным от нуля только в небольшой пространственной области, например в пределах одной ячейки кристалла. [19]
Си-фосфоров, по крайней мере, двух систем уровней локализации, лежащих на различной глубине: мелких уровней, высвечивание которых происходит в основном при температуре 235 К, и более глубоких, соответствующих температуре высвечивания Я 310 К. Кривые рис. 238 указывают также на размытость обеих систем уровней и более быстрый уход электронов при нормальном затухании фосфора с самых мелких уровней одной и той же системы уровней; по мере естественного затухания фосфора наблюдается постепенный сдвиг максимума кривых температур-ого высвечивания в сторону высоких температур. Этот ход кривых еще ттаз подтверждает сильное влияние распределения электронов по уровням различной глубины на ход процессов свечения. [20]
Как показано в работе [291], выделить определенный максимум в спектрах ТСТ можно также путем термического опустошения более мелких уровней захвата, чем рассматриваемый. Это следует из выражений (2.8.1.05) и (2.8.1.06) для начальной фазы опустошения ловушек, когда nt можно приблизительно считать постоянной величиной, и температурная зависимость / будет обусловлена значением времени захвата т (, которое, как видно из выражения (2.8.1.03), имеет энергию активации, равную глубине уровня захвата. Энергия активации, определенная по наклону начального участка пика ТСТ [120], в общем получается заниженной по сравнению с значениями, получаемыми другими способами. Например, в методике ИСТ изменение величины nt осуществляется в условиях, когда уже наступило ее истощение; следовательно, nt будет уменьшаться более значительно, чем в области низкотемпературного крыла пика ТСТ. [21]
Для самого глубокого уровня захвата приведенные выше методы определения Е по кривой термовысвечивания остаются применимыми независимо от числа более мелких уровней, поскольку еще до достижения температуры, соответствующей энергии освобождения этого глубокого уровня, мелкие уровни будут освобождены и не могут быть заполнены при более высокой температуре. [22]
Существование высокого удельного сопротивления в таком GaAs можно объяснить с помощью модели, в которой донор-ные примеси, имеющие мелкие уровни, компенсируются акцепторами с уровнями вблизи середины запрещенной зоны. Несмотря на избыток этих акцепторов, полупроводник будет иметь проводимость n - тип а, если вероятность возвращения захваченных электронов в зону проводимости выше, чем вероятность захвата дополнительных электронов из валентной зоны ( фиг. [23]
Наиб, эффективно ядерная поляризация осуществляется за счет сверхтонкого взаимодействия электронов, локализованных на донорной примеси, причем для мелких уровней электроны взаимодействуют с большим числом ядер ( напр. При этом действующее на электрон ср. Ня), находящихся в области локализации этого электрона, даже при незначит. Одновременно на каждое ядро со стороны ориентиров, электронов действует флуктуирующее во времени ( из-за рекомбинации и спиновой релаксации) поле электронов, ср. Нэ пропорц, ( 5), и при полной поляризации электронов ( ( 5) 1 / 2) измеряется десятками Э, В результате в электронно-ядерной спин-системе в условиях О, о. [25]
Уровень тематического ( и в определенной мере микротемного) высказывания характеризуется опосредствованно-логическим отражением действительности, так как предмет высказывания этого уровня представляет собой структуру предметов высказывания более мелких уровней. Если предмет субстанциального высказывания может быть соотнесен с определенным денотатом, а предмет ситуативного высказывания - с их совокупностью, очерченной рамками какой-либо ситуации, то предмет тематического высказывания является логической абстракцией, он может быть раскрыт только через предметы ситуативных и субстанциальных высказываний. [26]
Xjv Р, почти не зависят от смещения и могут вызываться лишь переходами на мелкие уровни - доноры с энергией ионизации Sd [ АР и акцепторы с а V N - Эти мелкие уровни образуются основной примесью, создающей свободные носители в и - и р-областях. В туннельных диодах, где га - и р-области вырождены, концентрация основной примеси всегда велика - не меньше ю18 - Ю19 см-3. При таких больших концентрациях примесей образованная ими примесная донорная зона сливается с зоной проводимости, а акцепторная - с валентной зоной, и примесь при любой температуре остается полностью ионизированной. Поэтому в сильно легированных полупроводниках концентрация носителей не убывает с понижением температуры и туннельные диоды, в отличие от других типов приборов, могут работать при сколь угодно низких температурах. [27]
Для самого глубокого уровня захвата приведенные выше методы определения Е по кривой термовысвечивания остаются применимыми независимо от числа более мелких уровней, поскольку еще до достижения температуры, соответствующей энергии освобождения этого глубокого уровня, мелкие уровни будут освобождены и не могут быть заполнены при более высокой температуре. [28]
В рамках зонной модели наличие ловушек приводит к появлению энергетических уровней в запрещенной зоне. Следует различать мелкие уровни в запрещенной зоне, носители с которых могут освобождаться под влиянием термической ак тивации, и глубокие уровни. [29]
Таким образом, концентрация глубоких уровней прилипания составляет около 1.7 - 1014 см-а. С другой стороны, мелкие уровни в равновесных условиях почти все свободны. [30]
Страницы: 1 2 3 4