Полупроводник широкозонный

Технология выращивания монокристаллов соединений разработана гораздо менее полно, чем технология полупроводников типа Л В . Широкозонные полупроводники А"В представляют собой в технологическом отношении трудные объекты, так как обладают высокими температурами плавления и высокими давлениями диссоциации в точке плавления. Выращивание таких материалов в большинстве случаев осуществляется перекристаллизацией предварительно синтезированного соединения через паровую фазу в запаянных кварцевых ампулах. Применяют соединения А В в большинстве случаев для создания промышленных люминофоров, фоторезисторов, высокочувствительных датчиков Холла и приемников далекого инфракрасного излучения. [c.292]

В последние годы резко повысился интерес к таким широкозонным полупроводниковым материалам как карбид кремния и нитриды элементов III фуппы Периодической системы. Эти материалы обладают очень высокими температурами плавления и чрезвычайно высокими давлениями паров летучих компонентов над собственными расплавами. Для выращивания достаточно крупных монокристаллов этих материалов приходится использовать кристаллизацию из растворов и различные методы кристаллизации из газовой фазы, в том числе в аппаратуре высокого давления. Получение достаточно крупных и совершенных монокристаллов этих широкозонных полупроводников связано с преодолением большого количества принципиальных сложностей и, за исключением карбида кремния, еще не вышло за рамки лабораторных исследований. [c.44]

В этом разделе мы будем обсуждать общие свойства и параметры ОПЗ — протяженность, характер зависимости потенциала от расстояния до поверхности, заряд, концентрацию свободных электронов и дырок и др., — которые не зависят от конкретной причины возникновения ОПЗ. С точки зрения практических приложений, а также возможностей экспериментального исследования наибольший интерес представляют полупроводники, поэтому в дальнейшем мы в основном будем ориентироваться на этот класс материалов. В применении к металлам представление об ОПЗ, как о слое макроскопической толщины, неприемлемо но уже для полуметаллов, концентрация свободных носителей заряда в которых на несколько порядков меньше, использование соответствующих представлений не лишено смысла. Для большинства диэлектриков основные качественные результаты изложенной ниже "классической" теории ОПЗ также сохраняют силу. Некоторые особенности широкозонных материалов с высокой степенью ионности, таких как А В > и ряда соединений связа- [c.16]

Экранирование локализованными носителями заряда. В случае широкозонных полупроводников и диэлектриков с концентрацией свободных носителей заряда п < 1 см из формулы (1.8) по- [c.20]

Наиболее подробно изучена хемосорбция кислорода на широкозонных полупроводниках ZnO и dS. Энергия сродства нейтральных молекул Ог к электрону = 0,44 эВ, для атомов [c.252]

В 3 ВЫВОДЯТСЯ выражения, описывающие гетеропереход в модели Андерсона, и они иллюстрируются на примере гетеропереходов р — N, п — Р, р Р и ti — N. Влияние градиента состава иа энергетическую зонную диаграмму рассматривается в 4. Выражения, описывающие поведение вольт-емкостных и вольт-амперных характеристик, выводятся в 5. Одним из наиболее важных свойств гетеропереходов является ограничение для носителей тока, создаваемое более широкозонным полупроводником. В 6 рассматриваются потенциальные барьеры, создающие ограничение для электронов и дырок, а также токи утечки через них. Экспериментальные результаты представлены в гл, 7. [c.220]

Поскольку показатель преломления узкозопного полупроводника с ДГС больше, чем показатель преломления широкозонных слоев, возникает волновод, локализующий генерируемое излучение вблизи активной области. Выходная плотность мощности полупроводникового лазера ограничена лучевой прочностью кристалла, поэтому для повышения выходной мощности гетеролазера используют раздельное ограничение носителей и излучения в пятислойных структурах, например [c.947]

Наилучшими параметрами обладает Г. па основе трёхслойной (двойной) гетероструктуры (ДГС) с активным слоем из узкозонного полупроводника, заключённым между 2 широкозонными (ДГС-лазеры, рис. 1, в). Двустороннее оптическое и электронное ограничение приводит к совпадению области инверсной населённости и светового поля, что позволяет получить генерацию при малом токе накачки. Использование для инжек-ции носителей гетероперехода позволяет осуществить сверхинжекцию для достижения достаточно большой инверсии населённости в активном слое. [c.445]

Зонная диаграмма описывает большинство электрич., оптич. и др. свойств Г. Для её построения необходимо знать ширины запрещённых зон 8g, работы выхода Ф, электронное сродство х и диэлектрическую проницаемость е для обоих полупроводников. Рассмотрим, напр., зонную диаграмму идеального резкого анизотип-ного П-—Р-Г. (заглавная буква здесь и дальше обозначает более широкозонный полупроводник, имеется в виду ширина запрещённой зоны). При приведении полупроводников (рис. 1, а) в контакт в системе устанавливается термодинамич. равновесие (рис. 1, б), к-рое характеризуется единым ферми-уровнем Sp для обоих полупроводников и наличием контактной разности потенциалов и = е Ф.у—Фа) е — элемеитарпый заряд) и злектрич. поля Е в приконтактной области. [c.446]

Sg — широкозонного полупроводников, то спектр излучения Г. совпадает со спектром фотилюмипесцепции узкозонного полупроводника. При спектр [c.447]

Фотоэффект в Г., как и в р — га-нереходе, возникает за счёт пространственного разделения в поле объёмного заряда Г. возбуждённых светом носителей. При освещении поверхности р—Л -Г. или я—Р-Г. со стороны широкозонного полупроводника в узкозонном полупроводнике поглощаются фотоны с энергией, удовлет- — воряющей (3) (рис. 5, а). Широкозонный полупровод- 44/ [c.447]

Особое значение имеют использование фуллеренов для увеличения быстродействия электронных приборов при повышенных температурах на основе широкозонных полупроводников (алмаза, Si и др.), для су-шественного их использования при повышении теплопроводности -необходимого условия дальнейшей миниатюризации элементов и интегральных схем. [c.110]

Работа МДП-структуры с жидкокристаллическими диэлектриком и полупроводниковым кристаллом высокоомного кремния описана в публикациях [159, 160]. Далее на основе использования высокоомных широкозонных полупроводников и ориентапи-онных эффектов в ЖК были достигнуты наивысшис параметры модуляции [161, 162]. Систематические исследования методов Пространственной модуляции света в структурах МДП с жидким Кристаллом в качестве диэлектрика показали перспективность использования этих Структур в ПВМС. [c.168]

Ниже изложены данные по основам работы таких структур н результаты экспериментальных исследований. Измерялись следующие основные характеристики пространственной модуляции света чувствительность, разрешающая способность н динамические. В экспериментах считывание производилось со сюроны ЖК на отражение света от поверхности полупроводника или диэлектрического зеркала на этой поверхности для структур на основе кремния и арсенида галлия. При использовании широкозонных полупроводников считывание осуществлялось как на Отражение света, так и на просвет- [c.168]

В структурах на основе кремния и близких ему полупроводников необходимо учитывать характер пространственного распределения рав Ювесной концентрации носителей и скорость тер-могенерации, которые приводят к изменению напряжения на слое жидкого кристалла. Здесь, например, требование к однородности концентрации носителей (при среднем ее значении, например, jV=10 2 см-З) приводит к значению бЛ/=10 ° ом- , т. е. порядка 1 % от исходной. Сильное влияние рассматриваемого параметра на стабильность контраста объясняет тот факт, что в некоторых образцах ПВМС в преобразованных ими изображениях наблюдаются различного рода концентрические кольца, линии, пятна и т. д. Для широкозонных полупроводников требования ца однородность концентрации носителей оказываются несколько менее строгими. [c.222]

Резкие изменения — скачки проводимости в зависимости от изменяющейся напряженности электрического поля — могут наблюдаться не только в области фазовых переходов или при электрическом пробое, но и при инжекции электронов и дырок в диэлектрик. Процессы инжекции происходят в сравнительно сильных электрических полях и приводят к различным неравновесным явлениям, наиболее важные из которых обусловлены током, ограниченным пространственным зарядом (ТОПЗ). Избыточные электроны или дырки, введенные в кристалл при инжекции из электродов, позволяют получить важную информацию о концентрации и структуре дефектов в диэлектриках и широкозонных полупроводниках. Миогие структурные дефекты в кристаллах оказываются своеобразными ловушками , которые захватывают инжектированные носители за- [c.46]

Таким образом, двойная инжекция создает в диэлектрике или широкозонном полупроводнике уникальный случай частичного пробоя , который не приводит к необратимому разрушению кристалла и развитием которого можно управлять с помощью изменения напряжения (или электрических параметров цепи с диэлектриком). Область неустойчивости, или отрицательного сопротивления, хграктерная для приборов с двойной инжекциен, используется для разработка различных приборов электронной техники переключающих устройств, генераторов и др. Эффект излучения света, возникающий при рекомбинации неравновесных носителей заряда, положен в основу работы ннжекционных лазеров на широкозонных полупроводниках (которые прозрачны в оптической длинноволновой части и ближнем ИК-Днапазоне частот). [c.50]

С электронной поляризацией, обусловленной тепловым движением, связан довольно широкий круг процессов, происходящих в твердых диэлектриках фотодиэлектрический эффект в кристаллах люминесцирующих широкозонных полупроводников диэлектрическая релаксация, обусловленная наличием центров окрашивания в ионных кристаллах, диэлектрическая релаксация электронов, захваченны.х донорны.ми центрами в оксидных полупроводниках наконец, существенное повышение на низких частотах диэлектрической проницаемости в поликристаллических веществах типа рутила, перовскита или стронций-висмут титаната (СВТ). Последний из перечисленных диэлектриков находит важное техническое применение. [c.72]

Наибольшие изменения коэффициентов отражения и пропускания наблюдаются именно в области края поглош,ения. Для разных материалов положение этого края суш,ественно меняется например, при температуре 300 К для монокристалла германия край находится в области Л 1,8 мкм, для монокристалла СаАз — в области Л 0,87 мкм, для более широкозонных полупроводников (СаР, ZnSe и т.д.) край поглош,ения лежит в видимой области спектра, для кристаллических (сапфир, кварц, ниобат лития, алмаз и т. д.) и аморфных диэлектриков край поглош,ения находится в ультрафиолетовой области спектра. [c.31]

Видно, что температурная чувствительность фазы Ф и регистрируемой интенсивности отраженного света 8 в случае полупроводниковых пластинок примерно на порядок выше, чем в случае диэлектрических. Это связано со значительным отличием показателей преломления и особенно значений (1п/(1в для узкозонных и широкозонных материалов. Причины, по которым многие полупроводники имеют большие показатели преломления (от п 3-Ь4 в области прозрачности до п = 5-ь7 в области сильного поглош,ения) обсуждаются в [6.44]. Большие значения температурных коэффициентов преломления полупроводников связаны, согласно соотношению Крамерса-Кронига, с суш,ественным увеличением оптического поглош,ения при нагревании. [c.162]

Диапазон измеряемых температур. Для широкозонных кристаллов (ЫР и т. д.) и стекол верхний температурный предел, вероятно, обусловлен разрушением (плавлением и т. д.) материала. Для полупроводников с шириной запрещенной зоны Eg 1 эВ верхний предел связан с увеличением поглощения света и, вследствие этого, падением контраста интерферограммы до неразличимого уровня (см. рис. 6.10). Предельно допустимыми для измерений будем считать такие температуры, при которых чувствительность 5 уменьшается до минимальной величины, еще позволящей различать осцилляции интенсивности света на интерферограмме. Например, условимся считать, что при уменьшении контраста интерферограммы до 0,001 измерение становится невозможным. [c.163]

Ясно, что при больших скоростях работы носители в канале ПЗС-структур должны испытывать влияние значительной компоненты поля Е, параллельной направлению переноса. Численные расчеты показывают, что максимум поля, переносящего заряд, возникает на расстоянии около 0,4 L в глубь канала, где L — длина затвора [25]. Наоборот, это поле стремится иметь низкие значения под центром затвора вблизи поверхности полупроводника из-за закорачивающего действия металла. Это предполагает, что при работе с большими скоростями канальный слой должен быть довольно толстым, обычно микрон или более. Однако использование толстого слоя вступает в противоречие с двумя другими аспектами конструкции устройства. Во-первых, толстый слой будет иметь в соответствии с уравнением (3.2) высокое напряжение отсечки, и это сделает необходимым соответственно высокий размах тактовых напр5Гжений. Напряжение отсечки может быть уменьшено при снижении N, но за счет приносимой в жертву емкости, определяемой зарядом (пропорциональной NT) и, следовательно, динамического диапазона. Вторая проблема состоит в том, что для работы с большой скоростью размещенные на чипе вспомогательные цепи, такие как выходные полевые транзисторы или формирователи тактовых импульсов, требуют применения тонких канальных слоев. На рис. 3.11 изображены эти противоречивые требования к п-слою с концентрацией доноров N на полубесконечной подложке. Кривая В — это линия постоянного напряжения отсечки, составляющего 3,5 В. Это значение выбрано потому, что для применений при гигагерцевых тактовых частотах максимальный размах тактового напряжения не должен выходить за пределы от 5 до 7 В. Кривые постоянной, определяемой зарядом емкости NT, показаны пунктирными линиями, и ясно, что динамический диапазон быстро уменьшается для толстых слоев. Участок, обозначенный Л, однако, является типичной областью параметров для конструкций полевых транзисторов на широкозонном GaAs и, следовательно, является желательной областью режимов для вспомогательных электронных цепей- на полевых транзисторах. Таким образом, требования к ПЗС-струк- [c.90]

В гетеропереходах каждый из полупроводников может быть р-типа или п-типа. Таким образом, могут быть реализованы четыре комбинации. Если использовать для широкозонного материала обозначения прописной буквой N или Р, а для узкозонного — строчной п или р, то возможны следующие переходы с различными свойствами п N, р -= Р, п Р и Р п. Кроме того, могут появиться различия, обусловленные разным электронным сродством. Система электронных уровней в двух изолированных материалах, образующих гетеропереход, [юказана на рис. 9.1. Эта система соответствует свободным GaAs и GaAIAs, причем материал с узкой зоной имеет большее электронное сродство, а различие еу мало, так как As присутствует в обоих полупроводниках. [c.239]

Б. Ограничение неосновных носителей в двойной гетероструктуре. Ниже будет рассматриваться структура, которая играет значительную роль при разработке оптических источников. Два гетероперехода используются в ней для создания двух слоев узкозонного материала, раС1Юложенных между слоями широкозонного полупроводника. Схематично такая структура представлена на рис. 9.8. Она и называется двойной гетероструктурой. На рис. 9.9 1юказана соответствующая схема энергетических уровней. В области 1 устанавливается более высокая и однородная концентрация неосновных носителей и более высокая скорость рекомбинации. Это схематически иллюстрируется рис. 9.10. [c.244]

Выражение (4.3.1) показывает, что разрыв в зоне проводимости А с равен разности значений сродства к электрону узко-зо.нного полупроводника х,1 и широкозонного полупроводника %ь Таким образом, для того чтобы значение АЕс было положительным, 5 1 должно быть больше хг- К сожалению, неясно, на-, сколько хорошо имеющиеся данные соответствуют действительным значениям сродства к электрону, а возможность использования значений х Для определения АЕс не была еще показана.. Как обсуждалось в гл. 4, измеренные значения ЛЕс приводились только для А1л 0а1 л Аз. Поэтому оценки АЕс в других случаях Должны быть основаны на данных по значениям сродства к электрону, имеющимся в настоящее время. Значения х в табл. 5.2.3 были пересмотрены с учетом более новых по сравнению с оригинальными работами значений Eg. Отметим, что величина сродства к электрону бинарных соединений А В уве личивается с атомным весом элемента III группы. [c.15]

В гетеропереходах полупроводник с узкой запрещенной зоной обычно обозначают буквами п или р, а более широкозон-,Иый полупроводник —буквами N илн Р в зависимости от типа [c.23]

Среди солнечных элементов особое место занимают батареи, использующие органические материалы. Коэффициент полезного действия солнечных элементов на основе диоксида титана, покрытого органическим красителем, весьма высок —11 %. Основа солнечны элементов данного типа -широкозонный полупроводник, обычно ТЮг, покрытый монослоем органического красителя. Принцип работы элемента основан на фотовозбуждении красителя и быстрой инжекции электрона в зону проводимости ЛО2. При этом молекула красителя окисляется, через элемент идет электрический ток и на платиновом электроде происходит восстановление трииодида до иодида. Затем иодид проходит через электролит к фотоэлектроду, где восстанавливает окисленный краситель. [c.22]

Смотреть страницы где упоминается термин Полупроводник широкозонный : [c.445] [c.447] [c.447] [c.447] [c.448] [c.449] [c.579] [c.642] [c.70] [c.188] [c.189] [c.133] [c.195] [c.106] [c.91] [c.234] [c.69] [c.17] [c.17] [c.23] [c.218] [c.228] [c.272]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...