Зоны германии

Благодаря тому что ширина запрещенной зоны кремния больше, чем ширина запрещенной зоны германия, кремниевые приборы могут работать при более высоких температурах, чем германиевые. [c.288]

При ширине запрещенной зоны германия 0,72 эВ число собственных носителей заряда в нем при комнатной температуре около [c.243]

Арсенид галлия — одни из самых перспективных полупроводниковых материалов, так как ширина запрещенной зоны его превышает ширину запрещенной зоны германия и кремния, но еще не очень велика (1,43 эВ). При этом подвижность электронов у него больше, чем у германия и кремния, а подвижность дырок сравнима с таковой для кремния (см. табл. 8-4). [c.263]

В ЭТОМ случае на пластину германия с р-проводимостью помешают шарик из сплава на основе свинца с примесью галлия (акцептор) и сурьмы (донор) и нагревают до 760 °С. При этой температуре сплав расплавляется, и примесь растворяется в германии. Ее растворимость определяется точкой а диаграммы состояния системы германий — примесь (см. рис. 18.11). После выдержки (2 ч) температуру понижают до 720 °С, и растворимость увеличивается (точка а на рис. 18.11). Германий захватывает небольшое количество донор ной и акцепторной примесей, но в связи с большей растворимостью в германии галлия, чем сурьмы, эта зона германия, обогащенная примесью, сохраняет р-проводимость (рис. 18.20). [c.598]

В связи с этим Министерством химической промышленности было восстановлено производство бифторида калия на химических заводах в Советской оккупационной зоне Германии. [c.518]

При ширине запрещенной зоны германия 0,72 эв число собственных носителей тока в нем при комнатной температуре составляет величину порядка 10 в то время как примеси, составляющие [c.289]

При ширине запрещенной зоны германия 0,72 эв число собственных носителей заряда в нем при комнатной температуре составляет величину порядка 10 смг , в то время как примеси, входящие в количестве тысячной доли процента, при малой энергии активации (ш) вносят в него в десятки тысяч раз большее количество свободных зарядов. Поэтому, для закономерного управления электропроводностью полупроводников с помощью вводимых примесей, основной полупроводник вначале должен быть тщательно очищен от случайных примесей. На 10 —10 атомов основного вещества должно быть не более одного чужеродного атома. [c.333]

Арсенид галлия. Он интересен тем, что ширина запрещенной зоны его превышает ширину запрещенной зоны германия и кремния, но еще не очень велика (см. рис. 8-34). При этом подвижность электро- [c.360]

Германий (Ое). Кристалл германия также имеет решетку типа алмаза. Зонная структура кристалла германия указана на рис. 51 для двух направле- ний волнового вектора — вдоль ребра [100] и куба. Валентная зона германия аналогична [c.293]

Энергетические зоны германия и кремния...............400 [c.379]

Рис. 44. Положение энергетических уровней некоторых доноров и акцепторов в запрещенной зоне германия.

Температурная зависимость удельного сопротивления полупроводника, в который добавлено небольшое количество примеси, показана на рис. 5.7 [12]. На практике в полупроводнике всегда присутствуют как донорные, так и акцепторные примеси, и разработчик полупроводниковых термометров сопротивления может лишь выбирать соотношение между теми и другими. Для описания процессов проводимости рассмотрим германий, содержащий донорные атомы мышьяка в концентрации N(1 и какие-либо акцепторные атомы в концентрации Л а-На рис. 5.7 можно выделить четыре температурных диапазона, в каждом из которых преобладает какой-либо один механизм проводимости". В высокотемпературном диапазоне [I] проводимость обусловлена главным образом электронами, термически возбужденными из валентной зоны в зону проводимости согласно уравнению (5.8), поскольку все примесные атомы давно уже ионизованы. Это область собственной проводимости для германия она начинается чуть выше 400 К. Этот диапазон не представляет особого интереса для германиевых термометров сопротивления. [c.198]

Схема интегральная (твердая) — микроминиатюрная радиоэлектронная схема, работа которой основана на использовании различных эффектов, имеющих место в твердом теле наиболее широкое распространение в качестве твердого тела для этой цели получили полупроводники на основе германия и кремния в виде пластин, на которых образованы зоны, выполняющие функции активных и пассивных элементов, т. е. диодов, транзисторов, резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности [9]. [c.154]

Транзистор выращенный — транзистор, изготовленный путем выращивания монокристалла германия или кремния из расплава полупроводника благодаря периодическому внесению в расплав различных легирующих примесей или периодическому изменению скорости вытягивания кристалла в выращиваемом монокристалле создаются чередующиеся зоны с электронной и дырочной проводимостью при выпиливании соответствующего куска монокристалла получают транзисторную структуру [9]. [c.157]

Учитывая, что в германии е=16, а т =0,25т, получаем для энергии ионизации примесных атомов V группы d 0,01 эВ. В кремнии, где e =12, а т 0,4т, энергия ионизации должна быть примерно 0,04 эВ. Таким образом, достаточно весьма незначительной энергии, чтобы перевести пятый электрон из связанного состояния в свободное , т. е. в зону проводимости. Примеси, которые поставляют свободные электроны, называют донорными. В табл. 7.2 приведены измеренные значения энергии ионизации доноров в кремнии и германии. Они достаточно хорошо согласуются с расчетными значениями Ed. [c.238]

Одновременно с процессом образования свободных носителей генерацией) идет процесс их исчезновения рекомбинации). Часть электронов возвращается из зоны проводимости в валентную зону и заполняет разорванные связи (дырки). При данной температуре за счет действия двух конкурирующих процессов генерации и рекомбинации в полупроводнике устанавливается некоторая равновесная концентрация носителей заряда. Так, например, при комнатной температуре концентрация свободных электронов и дырок составляет в кремнии примерно 10 ° см 3, в германии приблизительно Ю з см-з. [c.242]

На рис. 7,12 показана зависимость т)(А.со) для беспримесного германия. Когда энергия фотона, возрастая, достигает ширины запрещенной зоны, начинается генерация носителей заряда. Достаточно быстро величина т] достигает значения, близкого к единице. Когда энергия фотона в 2— [c.176]

Рассмотрим полупроводник, содержащий Nd донорных атомов (уровней) в единице объема. Предположим, что донорные уровни расположены в непосредственной близости от дна зоны проводимости, так что энергия ионизации примесей AEd очень мала по сравнению с шириной запрещенной зоны ДЕ (такой случай типичен, например, для германия AEd 0,01 эВ при ДЕ 0,75 эВ). Если уровень Ферми проходит ниже дна зоны проводимости, т. е. Ej < —коТ, то вследствие малости AEd практически все атомы примеси будут ионизированными и их электроны перейдут в зону проводимости. Выясним сначала, какова предельная концентраций примесей, при которой исходные предположения перестают быть справедливыми. [c.116]

Кремний и германий — широко используемые и наиболее исследованные полупроводники. Кристаллизуются в решетке алмаза. Имеют сложную зонную структуру. [c.455]

См/м) н проводимостью диэлектриков (ss 10 + 10 ° См/м). Таким образом, естественные полупроводники отличаются от диэлектриков более узкой запрещенной зоной. У диэлектриков ширина запрещенной зоны составляет несколько электрон-вольт, а у полупроводников-около 1 эВ. Например, у кремния и германия ширина запрещенных зон равна соответственно 1,1 и 0,75 эВ. [c.342]

Рекомбинация. Электроны в зоне проводимости полупроводника находятся в возбужденном состоянии и, следовательно, имеют конечное время жизни. При встрече они аннигилируют с дырками. Однако вероятность такой рекомбинации очень мала, потому что и электроны, и дырки движутся с большими скоростями и вероятность их нахождения в одном и том же месте пространства в один и тот же момент времени ничтожна. Поэтому главный путь рекомбинации осуществляется посредством захвата электронов (или дырок) примесными атомами. Захваченный электрон (или дырка) удерживается около примесного атома до тех пор, пока не аннигилирует с пролетающей мимо дыркой (или электроном). Этот механизм значительно более эффективен, чем прямая рекомбинация. Тем не менее вероятность рекомбинации посредством захвата также не очень велика и обычно обеспечивает сравнительно большую продолжительность жизни соответствующих носителей. В германии и кремнии продолжительность жизни носителей до рекомбинации имеет порядок 10" с. [c.355]

Подробное рассмотрение физических процессов в полупроводниках завело бы нас слишком далеко в зонную теорию твердого тела. Поэтому ограничимся перечислением нужных нам свойств полупроводников без обсуждения механизма явлений. Хорошо (до 10" % и выше) очищенный от примесей полупроводниковый кристалл при комнатных температурах имеет ничтожно малую (по сравнению с металлами) электропроводность. Все электроны находятся в связанных состояниях. Для выбивания электрона ему надо сообщить энергию выше некоторой пороговой. Пороговая энергия имеет порядок 1 эВ (0,7 эВ для германия Ge и 1,1 эВ для кремния Si). В среднем на образование пары ионов в полупроводнике тратится энергия примерно 3 эВ — на порядок меньше, чем [c.503]

Германий, используемый для изготовления полупроводниковых элементов, не должен содержать случайных примесей больше 51(Т %. Наиболее распространенным способом очистки германия является метод зонной плавки. Электронный и дырочный тип электропроводности в германии создают путем легирования его соответствующей примесью. Концентрация легирующей примеси обычно составляет один атом на - 10 атомов полупроводника. Поэтому примесь в германий вводят в виде лигатуры, которая является сплавом германия с примесью. В лигатуре примесь содержится уже в значительных количествах (составляет проценты). [c.78]

Благодаря тому, что кремний имеет большую ширину запрещенной зоны, чем германий, кремниевые приборы могут работать при более высоких температурах, чем германиевые. Верхний температурный предел работы кремниевых приборов достигает 200° С. [c.80]

Введение в полупроводник примесных атомов приводит к нарушению в нем стехиометрического состава и периодичности кристаллической решетки. Примеси вносят в структуру полупроводника дополнительные квантовые уровни, отличающиеся от зонной структуры уровней основного кристалла. В полупроводниках примеси в зависимости от их природы и природы полупроводников могут образовывать п- или р-проводимости. Примеси, образующие и-проводимость, должны иметь большую валентность, чем валентность, основного полупроводника примеси, создающие р-проводимость, должны иметь валентность меньшую по сравнению с валентностью основного полупроводника. Например, для четырехвалентного германия пятивалентные примеси As, Р, Sb и др. создают электронную проводимость, поскольку четыре атома примеси, занимая в кристаллической решетке германия определенные узлы, образуют ковалентные связи с соседними атомами германия, а избыточный (пятый) электрон внешней орбиты мышьяка остается свободным. Такие свободные электроны создают электронную проводимость. Примеси, освобождающие электроны, называются донорами, а соответствующие им энергетические уровни — донорными [c.282]

Германий кристаллизуется в кубической решетке типа алмаза. Каждый атом обладает четырьмя валеитиыми связями. Температура плавления германия 936° С. В германии особенно ярко проявляется влияние примесей, поэтому при изготовлеиии германиевых приборов используют германий весьма высокой чистоты. Собственная нроводи-мость такого германия -у,-= 2-10 Мом-см отвечает концентрации носителей П = 2-10 Мсм применяемый для триодов германий должен обладать проводимостью менее 10 ом-см. Запрещенная зона германия = 0,72 эв. [c.182]

Рис. 5.9, Возбуждение носителей заряда в примесных р-полупроаодниках й —атомы трехвалентного индия в решетке германия при 7 =0 К. Четвертая связь атома индия не укомплектована б — при Г>0 К электроны могут переходить ка неукомплектованные связи примесных атомов, приводя к образованию иона индия и незаполненного уровня (дырки) в валентной зоне германия в — энергетические уровни неукомплектованных связей примесных атомов представляют собой акцепторные уровни, переход электронов на акцепторные уровни при 7 >0 К приводит к образованию дырок в валентно

По имеюгцимся данным, американцы через своих доверенных лиц пытались его заполучить из Советской оккупационной зоны Германии и вывезти в США. [c.535]

Для изготовления транзисторов применяются германий и кремний. Элементы герматгий и кремний относятся к четвертой груине периодической системы. Ширина запрещенной зоны германия равиа 0,75 эВ, кремния — 1,1 эВ. До сих пор большинство транзисторов делалось из германия, однако в будущем роль кремния как материала для транзисторов, видимо, возрастет, так как он позволяет изготавливать диоды и транзисторы с большой выходной мощностью. Причина отставания разработок кремниевых транзисторов заключается в том, что кремний характеризуется высокой температурой плавления (температура плавления германия 935°С, а кремния 1420°С), а также в том, что очистка кремния сложна. [c.379]

Ом-м. Основная трудность при создании солнечных батарей состоит в формировании р-п перехода на очень малой толщине иоверхностиого слоя, подвергающегося облучению. Ширина запрещенной зоны Eg кремния равна 1,1 эВ, Поэтому пара электрон — дырка должна подвергаться в этом случае действию кванта света длиной волны не более 1,1 мкм. Ширина запрещенной зоны германия 0,75 эВ. Поэтому для получения электроэнергии от германиевых батарей используются световые волны длиной менее 0,7 мкм. Если энергию запрещенной зоны сопоставить со спектральным распре-, делением солнечного излучения, то можно получить условия наибольшей эффективности. Кроме кремния, перспективными материалами считаются такие соединения, как ОаЛз, Сс1Те, Сс15е и др., которые имеют сравнительно б( Л Шую величину Е . В настоящее время солнечные батареи используются в качестве источников [c.382]

Рпс. П. 5. Структура Э ергет[[ческих зон германия, построенная па основе расчетов К. Фонга. Основные особенности зонной структуры хорошо согласуются с экспериментальными данными. Заштрихоьанная область соответствует четырем валентным связям. Тонкая структура края валентной зоны обусловлена спин-орбитальным взаимодействием. [c.401]

Рис. 82. Расщепление в магнитном поле зоны проводимости и валентной зоны германия в точке Г зоны Бриллюэна. Объяснения см. в тексте. (По Роту, Лэксу и Цверд-лингу (Phys. Rev. 114,90, 1959).)

В ночь с 22 на 23 октября 1946 года Гельмута Греттрупа и еще около 150 немецких инженеров рангом пониже вместе с членами их семей погрузили на эшелон и вывезли из советской оккупационной зоны Германии в Москву. [c.408]

Перейдем к обсуждению диссоциативных амфотерных примесей в 51 и Ое. В качестве примера подробно рассмотрим наиболее изученную примесь этого типа медь в германии. Большим числом исследований установлено, что атомы меди в германии растворяются в узлах и междоузлиях в сравнимых количествах, причем концентрация меди в обеих кристаллохимических позициях зависит от температуры. С этой особенностью связан сложный характер диффузии меди в этом материале (см. подробнее гл. 8). Зарядовое состояние примеси Си в Ое можно прогнозировать, исходя из общей модели РФЛВ поведения -примесей в полупроводниках (см. выще). Из нее следует, что размещаясь в узлах кристаллической рещетки Ое, примесные атомы меди должны быть трехзарядными акцепторами атомы меди в междоузлиях могут находиться только в состояниях Си° и Си+. Эта ситуация действительно реализуется на опыте. Экспериментально подтверждено, что атомы меди в узловом положении образуют три акцепторных уровня (см. рис. 3.17). Присутствие меди в междоузлиях кристаллической рещетки германия доказывается многочисленными опытами по ее диффузии (см. гл. 8) и по кинетике распада твердого раствора Ое(Си), однако никаких энергетических уровней в запрещенной зоне германия, связанных с Си,-, не обнаружено. В то же время опыты по определению зарядового состоя- [c.127]

Оптические свойства. Исследование оптических свойств кристаллических полупроводников дает обширную информацию об их зонной структуре. Данные об энергетическом спектре аморфных полупроводников также могут быть получены из оптических измерений. Первостепенная роль отводится при этом измерениям спектров поглощения. Спектры поглощения аморфных полупроводников удобно сравнить со спектром тех же материалов в кристаллическом состоянии. Это можно сделать в случаях германия, кремния, соединений селена и теллура. На рис. 11.14 в качестве примера приведен край спектра оптического поглощения аморфного кремния, который сравнивается с соответствующим спектром кристаллического кремния. Аналогичные данные получены для аморфного германия, арсенида и антимонида индия и некоторых других полупроводников. [c.367]

Хотя чистый германий, изучавшийся Розенбергом [50] и Уайтом и Вудсом [121] ведет себя как диэлектрик, однако у сильно загрязненного образца Эстерманом и Цпммерлганом [49] было обнаружено добавочное тепловое сопротивление, которое, возможно, связано с рассеянием решеточных волн электронами иримесной зоны. [c.255]

Ситуация еще более усложняется в случае многозарядных примесных центров, которые, могут связывать два электрона (дырки) и более с различными энергиями. Например, атом меди в германии создает три акцепторных уровня (АЕое = 0,79 эВ), удаленных на 0,04 и 0,33 эВ от потолка валентной зоны и на 0,26 эВ от дна зоны проводимости. Это значит, что атом меди может присоединять к себе три электрона (из числа электронов, образующих валентные связи в гермави1и) и аходитвся в четырех зарядовых состояниях Си , Си-, Си и Си -. [c.94]

Гидрогенизация аморфного кремния, как уже указывалось, позволила эффективно управлять его электрофизическими свойствами путем легирования. Между тем многие свойства полупроводника определяются шириной его запрещенной зоны, которая при легировании не изменяется (или изменяется незначительно). В целях расширения возможностей управления оптическими, фотоэлектрическими и электрическими свойствами полупроводника при изготовлении различных приборов наряду с гидрогенизированным аморфным кремнием применяют его сплавы с германием Ое, з Н, углеро- [c.21]

Реакция осуществляется при температуре 950° С. Кроме того, применяют методы термического разложения тетраиодида кремния 5И4 или силана 5Ш4 и др. После извлечения из соединений в целях получения очищенных монокристаллов кремний подвергают бестигельной вертикальной зонной плавке. В технологическом отношении кремний более сложный материал, чем германий, так как он имеет высокую чемиературу плавления 1420° Сив расплавленном состоянии химически весьма активен (вступает в реакцию практически со всеми тиг льными материалами). [c.79]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...