Примеси в полупроводниках и удельное сопротивление

Контролируемое введение примесей в полупроводник позволяет в очень широких пределах изменять как удельное сопротивление, так и степень его зависимости от температуры. Если в полупроводник добавляется очень небольшое количество [c.197]

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]

В разд. 5.1 показано, как влияет на свойства полупроводника введение небольшого количества примеси. Зависимость сопротивления от температуры чрезвычайно чувствительна к количеству и качеству вводимой примеси, что может использоваться для получения желаемых характеристик. Из рис. 5.7 видно, что для термометрических целей более всего интересны области III и IV. Хотя наклоном кривой и абсолютным значением удельного сопротивления можно в какой-то степени управлять, высокая чувствительность обоих этих параметров к малым изменениям концентрации примеси мешает получать [c.235]

Таким образом, уже при содержании 10 атомов примесей в 1 см полупроводника число введенных ими электронов в 4 раза больше числа собственных электронов проводимости в германии и более чем в 1000 раз превышает число собственных электронов проводимости в кремнии прп комнатной температуре. Уже при столь незначительном содержании примесей в германии его собственное удельное сопротивление ( 50 ом - см) снижается до 15о.и - см. При том же содержании примесей в кремнии собственное сопротивление его ( 100 ООО ом с.и) снижается до величины ниже 100 ом см. [c.484]

Электрические свойства. Карбид кремния относится к группе полупроводников. Электропроводность карбида кремния, как и всех полупроводников, зависит от примесей, присутствующих (иногда в ничтожных количествах) в них, а также и от внешних воздействий. Удельное сопротивление карбида кремния лежит в пределах от 3-10 до 3-10 ом-см. [c.98]

Как полупроводники в полупроводниковых приборах используют эпитаксиальные пленки кремния и германия. Меняя природу и количество примесей в них, получают слои разного удельного сопротивления с примесной электронной проводимостью (тип п) [c.169]

Качественное объяснение этих свойств графита было получено в результате расчетов, произведенных с помощью зонной модели [36, 37]. Установлено, что в направлении, параллельном слоям атомов углерода, вершина заполненной зоны электронных уровней касается дна проводящей зоны. Поэтому проводимость графита в этом направлении должна быть такой же, как и у полупроводника с собственной проводимостью при стремлении к нулю ширины запрещенной зоны. На основании расчетов, произведенных для чистого поликристаллического графита [36, 38], следует, что величина удельного сопротивления р изменяется при низких температурах пропорционально 1/Г. Присутствие химических загрязнений и физических неоднородностей приводит к появлению дополнительных уровней в месте соприкосновения заполненной валентной и пустой проводящей зон, в результате чего характер зависимости удельного сопротивления от температуры изменяется. Для графита с небольшим содержанием примеси величина удельного сопротивления должна возрастать при понижении температуры и принимать конечные значения при 0° К. Образцы очень загрязненного примесями графита должны обладать слабо выраженными. металлическими свойствами и иметь положительный температурный коэффициент даже при самых низких температурах. [c.172]

В табл. 87 приведены основные характеристики широко применяемых полупроводниковых материалов германия, кремния и селена. Эти данные относятся к очищенным материалам. Для полупроводниковых приборов (диоды, триоды и др.) выпускаются легированные (с введенными донорными или акцепторными примесями) германий и кремний с меньшими значениями удельного сопротивления по сравнению с чистыми полупроводниками. [c.261]

Напомним, что в отсутствие примесей, когда число электронов равно числу дырок, полупроводник называется собственным. Концентрация электронов при собственной проводимости П1 при 300 °К равна 6-10 см з для германия и 7-10 см з для кремния удельное сопротивление материала с собственной проводимостью равно 43 Ом-см для германия и 2,6-10 Ом-см для кремния. Минимальная достигнутая в настоящее время концентрация примесей составляет примерно 10 ° атомов на 1 см , так что проводимость германия может быть собственной при комнатной температуре, чего нельзя сказать о кремнии. [c.397]

Простая модель электронного газа, созданная Друде в 1900 г., успещно предсказала законы Ома и Видемана — Франца. Однако она не объяснила зависимость электропроводности от температуры, а также магнитные свойства и малую величину электронной теплоемкости по сравнению с классическим значением 3/ . В настоящее время ясно, почему удельное сопротивление особо чистых металлов падает от типичного для комнатных температур значения 10 мкОм см до значения менее 10 з мкОм -см при температуре жидкого гелия в то время как удельное сопротивление концентрированного сплава падает всего в два раза в том же диапазоне температур. Поведение полупроводников также хорошо понято удельное сопротивление экспоненциально возрастает при уменьшении температуры, и при очень низких температурах чистые полупроводники становятся хорошими диэлектриками. Добавка в образец полупроводника небольшого количества примесей чаще всего существенно уменьшает удельное сопротивление (в противоположность чистым металлам, в которых наличие примесей ведет к увеличению удельного сопротивления). [c.187]

Контролируя скорость вытягивания и температуру расплава, можно поддерживать диаметр и удельное сопротивление растущего кристалла практически постоянными (рис. 1). Легирование кремния или германия элементами III и V групп осуществляется введением в расплав соответствующей примеси или лигатуры с большим содержанием соответствующей примеси. Последнее определяется растворимостью (рис. 2) и коэффициентом диффузии примеси в монокристалличе-ском полупроводнике (табл. 5). Лигатуру, в свою очередь, получают мето- [c.401]

Удельное сопротивление полупроводников является величиной изменчивой, зависящей от наличия примесей в материале и от технологии изготовления (многие полупроводники изготовляются посредством измельчения, смешения, прессования составных частей и последующего обжига, т. е. приемами керамической технологии (см. гл. 8). Как уже упоминалось, сопротивление полупроводников зависит от температуры в некоторых апучаях эта зависимость выражена весьма заметно, и такие полупроводники могут применяться в качестве элементов электрических устройств, для которых важна зависимость сопротивления от температуры ( т е р м о с о п р о т и в л е н и я ), В ряде случаев сопротивление полупроводников сильно зависит от освещенности, уменьшаясь при повышении последней такие полупроводники используются в качестве фотосопротивлений. Некоторые материалы типа полупроводников резко изменяют сопротивление в зависимости от величины приложенного напряжения, являясь нелинейными сопротивлениями . Полупроводники используются в качестве электронагревательных элемен- [c.193]

Полупроводники Si и Ge, имеющие центры инверсии, не дают заметной интенсивности второй гармоники. Их нелинейность по крайней мере на три порядка меньше, чем в GaAs, а интенсивность генерируемой ими второй гармоники меньше в 10 раз. Эти эффекты не зависят от легирующих примесей и удельного сопротивления материала, что указывает на то, что нелинейности электронной плазмы ненаблюдаемы. Это не удивительно нелинейность плазмы в таком металле, как серебро, по оценкам, которые можно сделать, пользуясь выражениями (1.6) или (2.45), того же порядка, что и в KDP, или приблизительно в 400 раз меньше, чем в GaAs. Однако [c.220]

Германий, содержащий донорную примесь, называется электронным германием, или германием п-типа (n-Ge), а германий, содержащий акцепторную примесь, — дырочным германием или германием р-типа (p-Qe). В n-Ge основными носителями заряда служат электроны, а и е о с н о з н ы м и — дырки в p-Ge ооновными носителями заряда служат дырки, а неосновными— электроны. Германий без примесей называется собственным германием или германием i-типа (i-Gt) он обладает сравнительно высоким удельным сопротивлением. Многие полупроводники стехиометрического состава, тщательно очищенные от донорных и акцепторных примесей и обладающие ничтожно малой проводимостью [c.39]

Поляризация имеет место во всех молекулах диэлектрика — это его массовое свойство. В то же время электро1проводность диэлектрика часто практически полностью обусловливается наличием незначительного количества примесей (загрязнений), а не основным веществом диэлектрика, и при тщательной очистке диэлектрика может существенно ослабляться. Поэтому, в частности, при смешении друг с другом двух (или нескольких) не реагирующих между собой химически диэлектриков диэлектрическая проницаемость получающейся смеси в первом приближении может быть оценена по арифметическому правилу смешения (подробнее СхМ. 2-6). Для Подсчета же удельного сопротивления диэлектрика это правило может оказаться совершенно непригодным, так как уже малая примесь другого вещества может иногда на несколько порядков снизить удельное сопротивление диэлектрика. Еще более резко бывает иногда выражено влияние ничтожных количеств примесей на удельное сопротивление полупроводников. [c.103]

На первых порах накопление достоверной информации о полупроводниках существенно задерживалось тем обстоятельством, что экспериментальные данные чрезвычайно чувствительны к чистоте образца. Примером может служить фиг. 28.2, где изображенно удельное сопротивление германия в зависимости от Т для различных концентраций примесей. Отметим, что даже столь малые концентрации, как несколько примесей на 10 атомов, могут приводить к заметным эффектам и сопротивление может изменяться при данной температуре в 10 раз при изменении концентрации примесей только в 10 раз. Отметим также, что при повышении температуры сопротивление образца с заданной концентрацией примесей достигает значения, лежащего на общей для всех образцов кривой. Это предельное сопротивление, которое имел бы, очевидно, идеальный, совершенно чистый образец, носит название собственного сопротивления. [c.186]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...