Компенсация в полупроводниках

Для придания выращиваемым монокристаллам тех или иных электрофизических параметров, необходимых для успешного их использования в конкретных областях полупроводникового приборостроения, применяются процессы легирования определенными примесями. В настоящее время круг используемых в технологии важнейших полупроводниковых материалов легирующих примесей достаточно ограничен. Как правило, легирование осуществляется примесями, образующими мелкие донорные и акцепторные уровни в запрещенной зоне, соответственно у дна зоны проводимости или у потолка валентной зоны. При этом удается управляемо воздействовать на тип проводимости и концентрацию носителей заряда в полупроводнике. Иногда для легирования используются примеси, образующие глубокие уровни в запрещенной зоне, что позволяет воздействовать на диффузионную длину носителей заряда и регулировать степень компенсации электрически активных центров в легируемом материале. [c.46]

Из сравнения с выражениями (61.13) видно, что электропроводность а = еп 1, т. е. не изменяется магнитным полем. Отклонение электронов силой Лорентца точно компенсируется действующей навстречу силой поля Холла. Для этого приближения существенно предположение, что все электроны, участвующие в электропроводности, имеют энергию Е = и, следовательно, ведут себя одинаково под действием (зависящей от скорости) силы Лорентца. Учет распределения электронов по скоростям (полупроводники) приводит только к компенсации в среднем и, таким образом, к изменению сопротивления в магнитном поле. В металлах наблюдаемое магнетосопротивление является результатом анизотропии металла. Для учета анизотропии наше приближение уже непригодно. [c.243]

Практич. применение эффект У. у. может найти при создании усилителей УЗ для компенсации потерь в УЗ-вых линиях задержки и для усиления колебаний СВЧ. Исследования эффекта У. у. в полупроводниках (особенно в сильном магнитном поле) позволяет оценить и измерить ряд характерных параметров и констант твёрдого тела. [c.357]

Рис. 11.11. Механизм компенсации донорных уровней в аморфном полупроводнике

Дальнейшее увеличение концентрации примеси приводит к тему, что примесная зона продолжает расширяться и сливается (образец п-типа) с зоной проводимости (рис. 44, в Ес и Е — бывшие границы зоны проводимости и валентной зоны EF — уровень Ферми в отсутствие компенсации). Энергия активации примеси при этом обращается в нуль. В таком материале уже нельзя провести четкое различие между зоной проводимости и примесной имеется единая область дозволенных значений энергии, проникающая в глубь запрещенной зоны. Эту область по-прежнему будем называть примесной. Полупроводник, в котором примесная зона слилась с ближайшей к ней собственной зоной кристалла, называется сильно легированным. [c.121]

Полупроводники, содержащие одновременно донорную и акцепторную примеси. Широкое практическое применение получили полупроводники, содержащие одновременно донорную (Nj ) и акцепторную (iVa) примеси. На рис. 6.6 показана зонная структура такого полупроводника. Так как электроны стремятся занять наинизшие энергетические состояния, то они переходят с донорных атомов на акцепторные. Если концентрация доноров Л д больше, чем акцепторов N , то все акцепторные уровни оказываются занятыми электронами с донорных центров и не могут принимать электроны из валентной зоны. В то же время оставшиеся Л д — Мц доноров могут отдать свои электроны в зону проводимости, так что в целом такой полупроводник будет иметь проводимость п-тина. Происходит как бы компенсация акцепторов донорами. [c.168]

В принципе, возможна и полная компенсация примесей при Такой полупроводник будет иметь концентрацию электронов и дырок, равную концентрации их в собственном полупроводнике. [c.168]

Коэффициент распределения снижается при уменьшении скорости вытягивания (см. рис. 18.16). Используя это, можно начать процесс выращивания монокристалла из расплава при скорости v. Для компенсации увеличения концентрации легирующей примеси в расплаве вследствие убыли атомов полупроводника скорость вытягивания v со временем несколько снижают. Это приводит к снижению К и обеспечивает постоянство легирующей присадки в растущем монокристалле. [c.595]

Как известно, свойства полупроводников в значительной степени зависят от температуры поэтому в приборе ИМИ-3 осуществлена температурная компенсация, заключающаяся в автоматическом поддержании температуры датчика +55°С с погрешностью (0,2 0,4)°С. Это достигается подогревом датчика с помощью специальной обмотки, изолированной в электрическом отношении от датчика. [c.112]

В этой главе, если специально не оговорено, рассматриваются полупроводники с одной примесью и пренебрегается эффектами компенсации [6]. Эти эффекты могут проявляться при наличии в легированном кристалле собственных точечных дефектов и (или) одновременно нескольких примесей. [c.118]

Установка СДВУ-60 (рис. 28) предназначена для проведения технологических исследований по соединению в вакууме 6,7-10" Па деталей и образцов из неметаллических материалов (керамики, стекла, ситалл а, полупроводников). Установка снабжена вакуумной камерой диаметром 0,32 м и высотой 0,3 м. Образцы нагреваются цилиндрическим нагревателем из молибденовой ленты, через которую пропускается электрический ток. Максимальная температура нагрева свариваемых деталей 1473 К- Максимальные размеры свариваемых деталей диаметр 0,1 м, высота 0,1 м. Передача давления на образцы осуществляется электромеханическим приводом. Механизм снабжен устройством компенсации атмосферного давления. Максимальное усилие сжатия 5000 Н. [c.112]

Происходит компенсация отрицательного объемного заряда инжектированных электронов положительным объемным зарядом основных носителей заряда — дырок, привлеченных электрическим нолем. Таким образом, в этой области полупроводника сохраняется условие электрической нейтральности. Чтобы сохранить электрическую нейтральность в тех частях дырочной области, откуда ушли дырки и где создался объемный заряд некомпенсированных акцепторов, необходимо поступление из внешнего контакта дополнительных дырок. Количество вошедших из внешнего электрода неравновесных дырок равно количеству инжектированных электронов. [c.38]

Колебания когерентные 15.7 Компенсация в полупроводниках 16.5, 16.6 Конденсация пара 11,9-11.11 Коннода 7,5, 7,8 Координаты нормальные 21,5 [c.633]

У. э. к. в функциональной микроэлектронике строятся на основе активных (регенерированных) распределённых, гибридных или цепочечных систем, в к-рых за счёт того или иного физ. механизма происходит частичная или полная компенсации потерь энергии. Такими механизмами могут быть туннельный эффект, доменная неустойчивость в полупроводниках, лавинное умножение носителей зарядов и др., однако по причинам технол. и эксплуатац. характера эти усилители бегущей волны пока не нашли широкого техн. применения. [c.243]

В полупроводниках имеются также примесные уровни, значительно удаленные и от начала зоны проводимости и от конца валентной зоны. Эти глубокие уровни могут быть как донорами, так и акцепторами электронов. Поскольку нх энергия ионизации велика, они не вносят существенного вклада в концентрацию носителей за счет обычной термической ионизации, но могут служить ловушками (такими же, как неглубокие уровни обычных примесей) при компенсации избыточных доноров и акцепторов или же центрами рекомбинации в полупроводниках. Иногда, например при поглощении света, электроны переходят из валентной зоны в зону проводимости, что приводит к избыточной, неравновесной концентрации носителей, электронов и дырок, которые в конечном итоге рекомбинируют. При малых избыточных концентрациях скорость рекомбинации пропорциональна концентрации носителей, и их число убывает во времени по закону ег 1 , где X —константа, называемая врелшВремя жизни при прямой рекомбинации может быть довольно большим вследствие необходимости одновременного выполнения двух законов сохранения энергии и импульса. Поэтому часто рекомбинация протекает с большей скоростью путем захвата носителей одного знака атомами примесей с более глубокими уровнями и последующей рекомбинацией носителями противоположного знака. Примером примесных уровней, которые служат центрами рекомбинации, являются уровни меди и никеля в германии. Процесс рекомбинации чрезвычайно чувствителен к наличию определенных примесей одна часть никеля на миллиард частей германия уменьшает время жизни носителей на один-два порядка. [c.74]

Пятая особенность сильно легированных полупроводников связана с ролью экранирования поля заряженных атомов примеси. Причины, вызывающие эффект экранирования, могут быть различными перераспре Деление свободных носителей заряда в пространстве, преимущественное расположение отрицательно заряженных ионов примеси около положительных (в случае компенсации) и т. д. Рассмотрим следствия из этого факта. [c.123]

Аналогично этому при Л а > Л д происходит компенсация до-норной примеси. Дырки в валентной зоне образуются за счет перехода электронов на оставшиеся нескомиенсированными — N, акцепторных уровня. Такой полупроводник обладает р-типом проводимости. [c.168]

С. на основе гомопереходов в прямозонных полупроводниках, легированных т. в. мелкими примесями (см. Примесные уровни), имеют существ, недостаток — сильное поглощение излучения внутри кристалла (коэф. поглощения а — 10 см Ч. Снижение потерь па межзонное поглощение достигается уменьшением энергии излучения за счёт Компенсации примесей в активной области (напр., в эпитаксиальной р — л-структуре GaAs, легированной Si). При сильном легировавии и компенсации хаотически расположенный в пространстве заряд примесей создаёт искривление границ зон, при к-ром локальная ширина запрещённой зоны остаётся постоянной (см. Сильнолегированный полупроводник). Это приводит к тому, что в распределении плотности состояний появляются участки при энергиях ниже зоны Проводимости и выше валентной зоны — т. н. хвосты плотности состояний, пространственно разделённые в обеих зонах. В С. с такой структурой в излучат, рекомбинации принимают участие глубокие и удалённые группы состояний, При этом излучаемые фотоны характери- [c.466]

Для появления объёмной эдс не требуется наличия в образце областей с разным типом проводимости. Обычно объёмная эдс наблюдается при освещении внутр. части образца, содержащей встроенное поле, при затемнённых контактах. Объёмная эдс может возникать также в результате отсутствия компенсации эдс Дембера на противоположных границах освещаемой области при различии свойств полупроводника у этих границ. [c.342]

Помимо разделения Э. т. на переменные токи и постоянные токи, до нек-рой степени условно различают токи проводимости и конвекционные токи. К первым относят Э.т. в проводящих средах, где носители заряда (электроны, ионы, дырки в проводниках и полупроводниках, анионы и катионы в электролитах) перемещаются сами или эстафетно передают один другому импульсы внутри неподвижных макросред, испытывая индивидуальные или коллективные соударения с формирующими эти среды частицами (нейтралами, ионными решётками и т. п.). Для компенсации потерь и обеспечения протекания Э.т. (за исключением Э.т, в сверхпроводниках) необходимо прикладывать сторонние силы—обычно электрич. поле Е. При достаточно малых Е почти всегда справедлива линейная связь между J и Е (Ома закон) для линейных однородных изотропных сред j=aE, ст = onst. В общем случае электропроводность и может зависеть от координат (неоднородные среды), направлений (анизотропные среды), внеш. магн. поля, изменяться со временем (парамет-рич. среды) и т. п. С увеличением напряжённости Е электропроводность любой среды становится нелинейной о=а Е). Напр., под действием поля Е даже в исходно нейтральных (непроводящих) газах может возникать лавинно возрастающая ионизация — пробой (см. Лавина электронная) с прохождением иногда весьма значительных Э.т. В естественных земных условиях разряды в грозовых облаках характеризуются Э.т. до 10 А. Обычно это достигается в гл, стадии молнии, называемой обратным ударом, когда основной лидер заканчивает прокладку проводящего тракта до самой Земли. [c.515]

Другими полупроводниками с электронной проводимостью являются ВеО, ВаО, UsOe, WO3, dS, SnOa, М0О3. Электронная проводимость полупроводников может быть также результатом того, что анионы кислорода удаляются из решетки окисла, ионы металла остаются в решетке на своих местах, а для компенсации зарядов в решетку внедряются электроны. [c.213]

Гексагональный С. — полупроводник. Уд. сопротивление 10 —10 ом-см (18°) сильно меняется при легировании примесями. Ширипа занрещенЕЮЙ зоны собств. проводимости, вычисленная но границе ноглощения X = 6120 А, 2,05 эв. Обладает дырочной проводимостью, обусловленной наличием кислорода, к-рый создает глубоколежащие акцепторные уровни. После удаления кислорода уд. сопротивление возрастает до 101 ом см. Удаление кислорода или компенсация его нек-рыми примесями приводят к электронной проводимости. Уд. сопротивление зависит от величины приложенного поля и давления. Для С. характерно изменение проводимости при освещении опа также сильно зависит от частоты ш ре-менного тока, что указывает на существование внутр. барьеров. Подвижность носителей зарядов в зависимости от содержания примесей и термич. обработки от 0,003 до 20 см в-сеп и растет с темп-рой. -Эффективная масса дырок 2,5 toq. Монокристаллы С. получаются из пара и расплава. Их электропроводность [c.510]

Все кристаллы по свойствам симметрии разделены на 32 класса, из них кристаллы 20 классов не имеют центра симметрии и являются пьезоэлектриками в это число входят 10 классов пироэлектриков (напр., диэлектрик турмалин), в частности сегнетоэлектрики (напр., титанат бария, сегнетова соль, дигидрофосфат калия), обладающие, как правило, наиболее сильно выраженным пьезоэффектом. Пьезоэлектрич. эффект наблюдается также у нек-рых полупроводников, напр, у сегнетоэлектрика — сульфоиодида сурьмы и пьезоэлектрика — сульфида кадмия. Однако у кристаллов с достаточно высокой электропроводностью наблюдение и использование пьезоэффекта затруднены из-за быстрой компенсации возникающих в них зарядов свободными электронами или ионами или невозможностью создания по аналогичной причине деформирующего кристалл электрического поля. [c.286]

Такие полупроводники, как кремний, германий и фосфид галлия— это непрямозонные полупроводники. В общих чертах это означает, что электрон, находящийся вблнзн дна зоны проводимости, имеет импульс, отличающийся от нмпульса электрона, находящегося вблизи потолка валентной зоны. Это иллюстрируется рис. 8.6, а, из которого видно, что в этом случае зона — зонный переход возможен только при условии компенсации различия импульсов . Это может происходить, если при рекомбинации излучается нон высокой энергии. В таком процессе удается устранить избыточный момент, однако при этом поглощается и энергия рекомбинации до 0,5 эВ. Еще более серьезной оказывается необходимость одновременности этих двух событий фож-дение фотона и фонона), что приводит к снижению вероятности такого рекомбинационного перехода. В результате безызлучательные про- [c.218]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...