Физические свойства полупроводников

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛУПРОВОДНИКОВ [c.282]

Табл. 1.—Общие физические свойства полупроводников (при СС)

Температура пайки зависит от физико-химических свойств полупроводника и металла и определяется экспериментально. Для системы алюминий — кремний и серебро— кремний она соответственно равна 800 и 860° С. С повышением температуры пайки растет скорость растворения и, кроме того, могут наступить необратимые изменения физических свойств полупроводника. [c.185]

Поэтому водителю необходимо знать физические свойства полупроводников для усвоения работы полупроводниковых приборов. [c.44]

Хорошо известна зависимость многих физических свойств полупроводников от состояния их поверхности [3—5]. В случае плёнок поверхностные эффекты могут полностью определять все характеристики материала. Именно это послужило Шокли и Пирсону [6] основанием для исследования эффекта поля в напыленных германиевых пленках, что впоследствии привело к созданию полевого транзистора [7]. Как показали дальнейшие исследования, и другие полупроводниковые материалы, например напыленные поликристаллические пленки сульфида кадмия, тоже могут быть применены в таких приборах [8]. Однако этот материал не оправдал надежд из-за недостаточной долговременной стабильности Одной из причин широкого изучения [c.317]

Для полупроводников характерна высокая чувствительность физикохимических свойств к содержанию химических примесей и структурных дефектов, для металлов — существенно меньшая. Действительно, примеси и структурные дефекты могут сильно влиять на физические свойства полупроводников, например, на электрические (проводимость). Одни типы примесей и структурных дефектов не дают никакого эффекта или он совершенно незначителен, другие могут привести к увеличению проводимости на несколько порядков. Действие таких примесей и струк- [c.10]

Полупроводники оказались не просто плохими проводниками , а особым классом кристаллов со многими замечательными физическими свойствами, отличающими их как от металлов, так и от диэлектриков. [c.154]

Многие физические свойства элементов связаны с положением, которое они занимают в периодической системе. Так, атомные массы элементов возрастают с увеличением порядкового номера (исключение из этого правила составляют пары Аг—К, Со—Ni, Те—I) к магнитному упорядочению способны только металлы с незаполненными 3- и 4-й оболочками (исключением является твердый кислород), а сверхпроводящими свойствами в основном обладают парамагнитные переходные металлы четвертого — седьмого периодов полупроводники располагаются в середине периодов в главных подгруппах 111, IV и VI. а полуметаллы — в главной подгруппе V все периоды заканчиваются диэлектрическими кристаллами. Отчетливую периодичность обнаруживают и другие физические свойства. [c.1231]

Рассмотрим вкратце влияние дефектов на физические свойства металлов и полупроводников на примере электропроводности. [c.245]

Приведенные данные показывают, что электрические и оптические свойства аморфных полупроводников похожи на свойства кристаллических полупроводников, но не тождественны им. Это сходство, как показал специальный анализ, обусловлено тем, что энергетический спектр электронов и плотность состояний для ковалентных веществ, которым относятся полупроводники, определяются в значительной мере ближним порядком в расположении атомов, поскольку ковалентные связи короткодействующие. Поэтому кривые N (е) для кристаллических и аморфных веществ во многом схожи, хотя и не идентичны. Для обоих типов веществ обнаружены энергетические зоны валентная, запрещенная и проводимости. Близкими оказались и общие формы распределения состояний в валентных зонах и зонах проводимости. В то же время структура состояний в запрещенной зоне в некристаллических полупроводниках оказалась отличной от кристаллических. Вместо четко очерченной запрещенной зоны идеальных кристаллических полупроводников запрещенная зона аморфных полупроводников содержит обусловленные топологическим беспорядком локализованные состояния, формирующие хвосты плотности состояний выше и ниже обычных зон. Широко использующиеся модели кривых показаны на рис. 12.7 [68]. На рисунке 12.7, а показана кривая по модели (Мотта и Дэвиса, согласно которой хвосты локализованных состояний распространяются в запрещенную зону на несколько десятых эВ. Поэтому в этой модели кроме краев зон проводимости (бс) и валентной (ev) вводятся границы областей локализованных состояний (соответственно гл и ев). Помимо этого авторы модели предположили, что вблизи середины запрещенной зоны за счет дефектов в случайной сетке связей (вакансии, незанятые связи и т. п.) возникает дополнительная зона энергетических уровней. Расщепление этой зоны на донорную и акцепторную части (см. рис. 12.7, б) приводит к закреплению уровня Ферми (здесь донорная часть обусловлена лишними незанятыми связями, акцепторная — недостающими по аналогии с кристаллическими полупроводниками). Наконец, в последнее время было показано, что за счет некоторых дефектов могут существовать и отщепленные от зон локализованные состояния (см. рис. 12.7, в). Приведенный вид кривой Л (е) позволяет объяснить многие физические свойства. Так, например, в низкотемпературном пределе проводимость должна отсутствовать. При очень низких температурах проводимость может осуществляться туннелированием (с термической активацией) между состояниями на уровне Ферми, и проводимость будет описываться формулой (12.4). При более высоких температурах носители заряда будут возбуждаться в локализованные состояния в хвостах. При этом перенос заряда [c.285]

Более подробно с физическими свойствами и теорией аморфных полупроводников можно познакомиться в [59, 63, 68]. [c.286]

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]

Физические свойства германия приведены в табл. 8-3. Удельная проводимость германия с различной концентрацией мышьяка зависит от температуры. Из рис. 8-17 видны области температур, в которых проявляются собственная и примесная составляющие электропроводности германия. Кроме того, видно, что при большом содержании примесей (кривая 6) имеем вырожденный полупроводник. [c.254]

Физические свойства окисных полупроводников [c.409]

Физические свойства бинарных полупроводников — термоэлементов [c.409]

Легирование — процесс искусственного введения примесей в полупроводник для управляемого изменения его физических свойств. Легирующим называется химический элемент, атомы которого введены в решетку кристалла полупроводника для изменения его свойств. Примесь, атомы которой являются акцепторами называют акцепторной. Акцептор — дефект решетки, способный при возбуждении захватывать электрон из валентной зоны. Соответственно донорной называют примесь, атомы которой являются донорами. Донор — это дефект решетки, способный при возбуждении отдавать электрон в зону проводимости. [c.334]

Интенсивное развитие полупроводниковой техники, непрерывно растущий объем информации о свойствах полупроводников, обилие полупроводниковых материалов, применяемых для производства полупроводниковых приборов, увеличение круга веществ, в которых обнаруживаются полупроводниковые свойства, привело к большому количеству справочных данных по конкретным полупроводникам. Это и определило построение второй части учебника, посвященной полупроводникам гл. 7—13 содержат краткое описание основных физических явлений, присущих полупроводникам, а в гл. 14 приведены сведения о конкретных полупроводниках, получивших наиболее широкое практическое применение. [c.48]

Физические свойства некоторых оксидных полупроводников приведены в табл. 5.2. [c.253]

Таблица 52 Физические свойства оксидных полупроводников

По изменению физических свойств и, в частности, по величине электросопротивления (или электропроводности) и его температурной зависимости можно классифицировать твердые тела на металлы, полупроводники и изоляторы. Для металлов характерна высокая электропроводность и ее снижение с ростом температуры. Для полупроводников — заметно меньшая электропроводность и ее рост с повышением температуры. Изоляторы обладают ничтожно низкой электропроводностью. [c.116]

Вещества, занимающие по ряду физических свойств, в том числе н по проводимости промежуточное положение между проводниками и непроводниками называют полупроводниками. Некоторые полупроводники обладают свойством образовывать на граничной поверхности между полупроводником и металлом запирающий слой, пропускающий ток только в одном направлении. Полупроводники используют также для изготовления фотоэлементов, термисторов и др. В качестве полупроводников применяют кремний, селен, германий. [c.109]

Получение и исследование физических свойств новых магнитных полупроводниковых материалов представляют несомненный интерес не только в физическом аспекте, но и для технического применения. Узкая зона проводимости в магнитных полупроводниках существенно изменяет положение носителей тока по сравнению с обычными полупроводниками с широкой зоной. В оксидных ферритах-шпинелях ширина зоны проводимости настолько узка, что носители тока находятся в состоянии локализации и происходит их перескок между узлами кристаллической решетки при наличии тепловой активации [c.59]

Для целей интроскопии могут быть использованы почти все виды проникающих излучений. С этой точки зрения можно считать, что в природе нет непрозрачных сред все они прозрачны для того или иного вида или спектра проникающих излучений. Металлы, например, хорошо пропускают электромагнитные волны очень короткой длины и ультразвуковые волны высокой частоты. Полупроводники и некоторые сплавы прозрачны для инфракрасных лучей. Бетон, кирпич и дерево, например, прозрачны для радиоволн и т. п. Выбор вида излучения ч его энергетического спектра зависит ог физических свойств исследуемой среды (материала). [c.284]

Для жидких полупроводников наиболее важными из всех физических свойств являются параметры электронного переноса. Поэтому неудивительно, что большую долю существующей информации составляют результаты исследований электропроводности о, которая представляет собой наиболее легко измеряемый кинетический параметр. Частота исследований других характеристик быстро уменьшается в последовательности термо-э. д. с. 5 (коэффициент Зеебека), коэффициент Холла / н и теплопроводность х. В данной главе каждой из названных характеристик, а также магнитной восприимчивости хм посвящены отдельные параграфы. Исследования ядерного магнитного резонанса и оптических свойств настолько редки, что представляется более уместным объединить изложение имеющейся информации с обсуждением интерпретации результатов таких измерений. Это сделано в гл. 6—8. [c.20]

Полупроводники и их соединения в промышленности применяются в виде монокристаллов. Основные требования, предъявляемые к полупроводниковым монокристаллам— высокая чистота п совершенство кристаллической решетки. Наиболее важные физические свойства полупроводника определяются количеством содержащихся в нем посторонних атомов. Различие концентрации пх в объеме кристалла, предпазначенпого для изготов.тенпя полупроводниковых приборов, приводит к значительно.му различию параметров этих приборов. Содержащиеся в монокристалле структурные дефекты также ухудшают параметры полупроводника. Поэтому важной задачей технологии полупроводниковых материалов является выращивание нх в виде совершенных монокристаллов с определенной кристаллографической ориентацией и с мини.мальным, притом равномерным распределением по объему таких распространенных дефектов, как дислокации. [c.245]

Физические свойства аморфных полупроводников представляют большой научный и практический интерес. Так, аморфные халько-генидные полупроводники могут быть использованы как оптические элементы инфракрасной техники, материалы для ксерографии, фоточувствительные слои видиконов, аморфные слои кремния и других материалов с тетраэдрической конфигурацией связей, как фотоприемники для видимой области света, преобразователи солнечной энергии, в частности элементы солнечных батарей и т. д. [c.283]

Физические свойства трехэлементных полупроводников [c.410]

Ионизирующее излучение, воздействуя на окисную пленку, образующуюся на поверхности металла, может изменять ее электропроводность, защитные свойства и в соответствии с этим коррозионную стойкость металла. И. Л. Розенфельд и Е. К. Оше [1,29] показали, что ток пар цирконий — алюминий, цирконий — железо в движущемся растворе трехпроцентного хлористого натрия значительно возрастает при облучении катода (цирконий) потоком электронов большой энергии (0,8 Меё) с интенсивностью 15 мка/см . После начала облучения сила тока возрастала в 15—20 раз, а затем в течение всего опыта (1 час) оставалась постоянной. По окончании облучения величина тока уменьшалась почти до исходного значения. При облучении анода исследуемых гальванических пар сила тока не увеличивалась. Изменение электрохимической активности циркониевого электрода под действием облучения связано с изменением физических свойств окисной пленки на циркониевом катоде. Окисная пленка на катоде (2гОг) рассматривается как полупроводник. Электрические свойства полупроводников могут существенно изменяться под влиянием облучения, которое в большинстве случаев вызывает резкое увеличение электропроводности полупроводников. Величина тока исследуемых пар определяется скоростью катодной реакции восстановления кислорода. Если допустить, что скорость этой реакции лимитируется высоким сопротивлением пленки-полупроводника на катоде, облучение, уменьшая сопротивление пленки окиси циркония, должно ускорить катодную реакцию и привести к резкому увеличению тока коррозионной пары. [c.37]

Аморфные вещества — это вещества в твердом состоянии, строение которых обусловливает изотропию физических свойств и отсутствие точки плавления (переход из твердого состояния в жидкое происходит постепенно). В природе аморфное строение вещества менее распространено, чем кристаллическое. Аморфное строение характерно, например, для опала, обсидиана, янтаря, смолы, битума и полимеров. Кристаллическое строение вещества может быть переведено в аморфное строение различными видами физического и химического воздействий. Из раствора криста1ыического вещества можно получить высушенный гель, из расплава — стекло, из пара — аморфный осадок и т.п. Так, с аморфным строением искусственно получен ряд металлов (металлическое стекло), а также полупроводники (аморфные полупроводники). [c.12]

Неразрушающий контроль полупроводниковых кристаллов. Метод ЯМР позволяет исследовать физические свойства, в частности, электросопротивление полупроводников, не подвергая их разрушению. Примером служит измерение сдвига Найта и запись линии поглощения в полупроводниковом твердом растворе РЬо,94660,обТе при температуре 300 К[13.34]. Монокристалличе-ские пластины образца с концентрацией носителей р == Б - см и электропроводностью а = 560 (Ом.см)" размером 4х10х Х0,25 мм- помещают в катушку приемного контура в соответствии со схемой рис. 12, а. Полученный спектр ЯМР сравнивается с линией от порошка того же материала с размером порошковых 10—50 мкм (рис. 12, б), при этом обнаруживается сильное ушире- [c.194]

Кристаллические структуры твердых тел обусловлены межатомными связями, возникающими в результате взаимодействия электронов с атомными остовами. Вывод металлических структур — ОЦК, ГЦК и ПГ — из электронного строения атомов представляет кардинальную проблему физики металлов [1, 21. В основе квантовой теории металлов лежит теория энергетических зон [3 —11]. Она рассматривает поведение электронов в периодическом поле решетки. Кристаллическая структура определяется дифракционными методами и вводится в зонную модель априори как экспериментальный факт, без объяснения ее происхождения. Разрывы непрерывности энергий электронов приводят к образованию зон Бриллюэна, ограниченных многогранниками, форма которых зависит от симметрии кристалла. Характер заполнения зон и вид поверхности Ферми различны для металлов, полупроводников и изоляторов. Расчеты позволяют получить з нергетическую модель, количественно описывающую энергетическое состояние электронов и физические свойства твердых тел. Однако из зонной модели нельзя вывести кристаллическую структуру, поскольку она вводится в основу построения зон как экспериментальный факт. Расчеты зонных структур и физических свойств металлов получили широкое развитие благодаря теории псевдопотенциала 112—19]. Они позволяют оценить стабильность структур металлов, но не вскрывают физическую природу конкретной геометрии решетки. [c.7]

Соединения с тетрагональной структурой — — ТпТе, TlSe, T1S, из которых первые два — полупроводники р-типа. По физическим свойствам эти соединения близки к соединениям первого класса, но не обладают диамагнетизмом и имеют более низкие значения Е,. [c.394]

Бериллиды — металлоподобные соединения, которые перспективно использовать в качестве жаропрочных материалов и в составе жаропрочных сплавов, в качестве материалов со специальными ядерно-физическими свойствами. Некоторые бериллиды обладают полупроводниковыми свойствами и представляют интерес для техники высокотемпературных полупроводников, а также для техники катализа. Эффективным средством защиты многих тугоплавких металлов от коррозии при высоких температурах является создание на них жаростойких покрытий, состоящих из бериллидов этих металлов. [c.492]

В книге освещены физические свойства электротехнических материалов (изоляционных, пьезо- и сегнетоэлектриков, ферритов, полупроводников, металлов и сплавов), предназначенных для использования в современной электротехнике и радиоэлектронике, рассмотрены области применения этих материалов, методы контроля их качества и наделчиости. Изложение сопровождается многочисленными примерами решения прикладных задач в указанной области. [c.2]

Полупроводники — это вещества, обладающие определенными физическими свойствами. К полупроводникам относятся углерод (в виде графита), бор, кремний, германий, форсфор, мышьяк, селен, теллур, олово, все окислы металлов и их сернистые соединения. [c.180]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...