Проводимость переходы р типа

По методу Чохральского можно легировать кристалл, т. е. вводить в него примеси. При этом в расплав добавляются нужные примеси и задается скорость выращивания кристалла. При быстром вытягивании кристалла не происходит очистки, и в него полностью попадают все примеси расплава. При очень медленной скорости вытягивания примеси сильно оттесняются в расплав. Таким образом, меняя скорость роста кристалла, можно менять содержание примесей в кристалле. Предельно малое количество примесей в кристалле определяется величиной коэффициента сегрегации данного сорта примеси, т. е. отношением концентраций примеси в твердой и жидкой фазе. Вводя в расплав различные примеси и подбирая скорость вытягивания, можно управлять типом проводимости и сопротивлением кристалла и создавать электронно-дырочные переходы. При легировании кремния и германия (элементы IV группы периодической таблицы) элементами V группы — фосфором, мышьяком, сурьмой — получают кристаллы с электронной проводимостью /г-типа. При легировании кремния и германия элементами 1П группы — бором, алюминием, галлием и индием — получают кристаллы с дырочной проводимостью р-типа. [c.175]

Титан имеет довольно высокую (1668 °С) температуру плавления и плотность 4,5 г/см . Благодаря высокой удельной прочности и превосходным противокоррозионным свойствам его широко применяют в авиационной технике. В настоящее время его используют также для изготовления оборудования химических производств. В ряду напряжений титан является активным металлом расчетный стандартный потенциал для реакции Т + + 2ё Л составляет —1,63 В . В активном состоянии он может окисляться с переходом в раствор в виде ионов Т " [1]. Металл легко пассивируется в аэрированных водных растворах, включая разбавленные кислоты и щелочи. В пассивном состоянии титан покрыт нестехиометрической оксидной пленкой усредненный состав пленки соответствует ТЮ . Полупроводниковые свойства пассивирующей пленки обусловлены в основном наличием кислородных анионных вакансий и междоузельных ионов Т , которые выполняют функцию доноров электронов и обеспечивают оксиду проводимость /г-типа. Потенциал титана в морской воде близок к потенциалу нержавеющих сталей. Фладе-потенциал имеет довольно отрицательное значение (Ер = —0,05В) [2, 3], что указывает на устойчивую пассивность металла. Нарушение пассивности происходит только под действием крепких кислот и щелочей и сопровождается значительной коррозией. [c.372]

Если к полупроводнику приложить невысокую разность потенциалов, то это вызовет движение электронов в зоне проводимости (дырочная проводимость п-типа) и одновременное перемещение дырок (дырочная проводимость р-типа). Движение дырки происходит по следующему механизму электрон, находящийся рядом с дыркой, занимает ее положение, при этом на его месте снова возникает положительно заряженная дырка. Соседний электрон осуществляет подобный переход и т. д. Таким образом, в валентной зоне дырки будут перемещаться в сторону отрицательного электрода, а в зоне проводимости электроны будут двигаться в сторону положительного электрода (рис. 4.17). Проводимость такого типа называется собственной. [c.185]

Если погруженный в раствор полупроводник обладает проводимостью р типа, вблизи контактной поверхности кристалла образуется р —р переход с весьма высоким уровнем токов насыщения. Естественно, что вольт-амперная характеристика такого контакта ничем не отличается от приведенных выше характеристик для контакта металл—электролит. Таким образом, в некоторых случаях контакт полупроводника с электролитом может являться выпрямляющим и обладает примерно такой же вольт-амперной характеристикой, как р — п переход. [c.202]

Галлий применяется также для легирования германия и кремния с целью образования р — п-переходов (как элемент III группы галлий сообщает им проводимость дырочного типа). Из легированных германия и кремния изготавливают термоэлементы для солнечных батарей, кристаллические детекторы, выпрямители и т. п. [c.245]

Поскольку большинство энергетических уровней зоны пусты, проводимость /г-типа можно представить себе как неограниченное движение электронов вдоль решетки от одного участка к другому. Однако в случае проводимости р-тппа электрон может перемещаться только тогда, когда на близлежащем участке в направлении поля имеется незаполненный уровень, а переход электронов на вакансию вдоль поля эквивалентен движению положительных вакансий в направлении, противоположном полю. Это схематически проиллюстрировано рис. 10.15. [c.235]

Алмаз представляет собой широкозонный (ширина запрещенной зоны для невертикальных переходов 5,5 эВ) полупроводник, у которого атомы примеси могут образовывать энергетические уровни в запрещенной зоне вблизи валентной (акцепторные примеси), или вблизи зоны проводимости (донорные примеси). В природе не обнаружены кристаллы алмаза с электронным типом проводимости, а ответственной за проводимость р-типа таких кристаллов является примесь бора. [c.454]

Хотя частичное заполнение электронных зон должно соответствовать металлическому характеру проводимости этих типов углеродных материалов, для них наблюдается положительный температурный коэффициент электропроводности. Это объясняется дырочным характером проводимости (или рассеиванием) на границе между сетками. По мере увеличения концентрации дырок нижняя зона постепенно истощается. При температурах выше 1400° С (рис. 8, в) процесс образования дырок вследствие выделения водорода, по-видимому, в основном завершается. Связывание разорванных сеток, происходящее во время роста кристаллов, приводит к уменьшению количества дырочных дефектов, играющих роль электронных ловушек. я-Зона начинает снова заполняться. Одновременно при росте размеров сеток углерода происходит уменьшение ширины АО запрещенной зоны. При температуре 2000° С (рис, 8, г) эту зону можно считать достаточно узкой для перехода электронов в зону проводимости под действием теплового возбуждения. Тя- [c.31]

Основная область применения галлия — полупроводниковая техника. Галлий применяется для легирования германия и кремния с целью образования п — р-переходов (как элемент И1 группы галлий сообщает им проводимость дырочного типа). Легированные германий и кремний служат для изготовления самых разнообразных полупроводниковых приборов—термоэлементов для солнечных батарей, кристаллических детекторов, точечных усилителей, выпрямителей и т. д. [8]. [c.144]

Спектр поглощения захваченного вакантным анионным узлом электрона должен представлять серию линий, заканчивающуюся границей серии, практически непосредственно примыкающей к сплошной полосе поглощения, обязанной переходами типа / —>2 и соответствующей переходу электрона в зону проводимости. На практике обычно спектр поглощения / -центра наблюдается в виде колоколообразной полосы. [c.70]

Энергетические уровни локальных нарушений кристалла, вызванные присутствием того или иного вида дефектов, располагаются в запрещенной зоне, т. е. связанные с ними полосы поглощения должны появляться с длинноволновой стороны фундаментальной полосы поглощения. Так, например, присутствующие в кристаллической структуре Р-центры, представляющие собой вакантный анионный узел с локализованным на нем электроном, приводят к появлению дополнительной длинноволновой полосы поглощения. Спектр поглощения захваченного вакантным анионным узлом электрона должен состоять из серии линий, которая заканчивается границей серии, практически непосредственно примыкающей к сплошной полосе поглощения. Эта полоса обязана переходам типа 1 - 2 и соответствует переходу электрона в зону проводимости. На практике обычно спектр по- [c.76]

Если расплав германия содержит два рода примесей с разными коэффициентами сегрегации, дающими разный тип проводимости, то при изменении скорости выращивания можно получить кристалл с избытком той или другой примеси. Этим свойством пользуются при получении большого количества р—п-переходов, выращенных в процессе вытягивания одного монокристалла затем монокристалл может быть разрезан на нужное число элементов. Например, вводя в расплав германия примеси сурьмы и галлия (сурьмы в несколько большем количестве, так как она имеет меньший коэффициент сегрегации), и при большой скорости вытягивания получают области кристалла с проводимостью п-типа, при более медленной — р-типа между этими областями создаются р—п-переходы. Эту процедуру можно повторять много раз, т. е. в одном монокристалле можно получить несколько последовательных п и р-областей, разделенных плоскими и параллельными р—п-переходами. [c.175]

На теллуриде цинка был получен р-п-переход при ионном внедрении фтора в теллурид циика р-типа (р—15 ом-см) при 400 кэв [18]. Сразу после внедрения фтор не проявлял электрической активности, и только после прогрева при температуре 500— 550° С в течение 2—5 ч в порошке теллурида цинка с избытком теллура в поверхностном слое кристалла, подвергнутом бомбардировке, появлялась проводимость п-типа. Образование слоя с проводимостью п-типа было подтверждено измерением термо- и фото- [c.52]

Это соединение, когда оно получено плавлением чистых элементов в стехиометрических пропорциях (учитываются потери теллура, присущие этому способу), всегда обладает проводимостью р-типа и для перехода к типу п необходим большой излишек теллура в решетке — около [c.79]

В значительной степени соответствуют друг другу наблюдается проводимость ге-типа при низких и р-типа при высоких значениях с резким переходом при промежуточных значениях. Достаточно далеко от р-м-перехода концентрация носителей пропорциональна [c.366]

Мы хотим исправить интерпретацию нашей точки зрения, изложенную Бурдоном [24]. Мы не предполагали процесс фотосенсибилизации полупроводников как двухквантовый. Мы рассматривали в своей статье два независимых процесса электрон переходит или из валентной зоны на акцепторный уровень, или из ловушки в зону проводимости. В первом случае будет проводимость р-типа, во втором — г-тина. [c.263]

Чтобы интерпретировать результаты, следует помнить, что, если в окислительной атмосфере окись хрома является р-полупроводником, то в восстановительной атмосфере с увеличением парциального давления водорода р-тип проводимости переходит в п-тип [12—14]. Изменение проводимости во времени может быть также объяснено р — м-переходом. Найденный на опыте минимум электропроводности может найти объяснение во временной собственной проводимости вследствие р — тг-перехода. [c.435]

Для создания р—га-перехода применяют два принципиально различающихся способа диффузию и эпитаксиальное наращивание . Суть первого состоит во внедрении, например, акцептора (цинка) из газовой фазы в поверхность моно-кристаллической подложки с проводимостью /г-типа. В настоящее время диффузию не используют как самостоятельный метод легирования, а применяют для изготовления светодиодов только в сочетании с эпитаксиальными методами. Последние заключаются в наращивании слоя вещества с проводимостью, например р-типа, на подложку (или предварительно выращенный на ней слой) с проводимостью га-типа. Для этого используют кристаллизацию вещества как из газовой, так и из жидкой фазы. Газофазная эпитаксия служит в настоящее время для получения твердых растворов типа Оэх.лАзлР и 1п1 дОад Р, а жидкофазная— для выращивания GaP и Alj. xGa>jAs. [c.147]

Как уже отмечалось, подвижность ионов оксония и гидроксила аномально высока по сравнению с примесными ионами. Перенос этих ионов обусловлен транспортом протона по цепочкам молекул воды, связанных водородными связями. Для объяснения этого процесса предложены коллективный механизм Грот-куса и основанный на рассмотрении перехода частицы через барьер механизм Эйринга. В работе [356] рассмотрен механизм переноса протона в водных системах, связанный с коллективным возбуждением солитонного типа. Этот механизм в значительной степени зависит от стабильности проводящей протон цепочки молекул воды. Выполненный анализ [349, 350] показывает, что в приповерхностной области более прочные водородные связи образуются вдоль направлений, параллельных границе. Поэтому можно ожидать, что вклад транспорта протонов в поверхностную проводимость водных систем будет существенным. [c.132]

Разупорядочение ионных кристаллов происходит преимущественно в той подрешетке, ионы которой обладают меньшим радиусом, более низкой валентностью и меньшей деформируемостью. Разные типы разупорядоченности иногда могут переходить один в другой при повышении или понижении температуры. Так, РЫа ввиду большой поляризуемости ионов I при низких температурах обладает катионной проводимостью, в то время как анионная проводимость становится значительной только в области более высоких температур. [c.38]

Если принять для перехода ионов металла из точки Р (рис, 26) в междоузлия решетки окисла полупроводника п-типа, что W н — энергия, соответствующая этому переходу, Ф — энергия, необходимая для перехода электрона из металла в зону проводимости окисной пленки (рис. 27), а Е — энергия сиязи электрон—ион в междоузлии, то величина — Е будет энергией раство- [c.50]

Индий — мягкий (мягче свинца) серебристо-белый металл, пластичный и плавящийся при сравнительно невысокой (156,4°С) температуре. Подобно галлию, индий образует с большим числом металлов легкоплавкие сплавы. Сплав индия с галлием находится при комнатной температуре (16°С) в жидком состоянии. Соединения его с мышьяком, фосфором, сурьмой являются полупроводниками. По химическим свойствам индий также сходен с галлием. Индий в форме антимонида 1п8Ь применяют для изготовления детекторов инфракрасного (теплового) излучения. Это соединение сильно изменяет свою электрическую проводимость под влиянием длинноволнового излучения. Введение микродоз индия в германий приводит к появлению у германия дырочной проводимости (проводимость р-типа). Поэтому контакт германий чистый — германий с примесью индия представляет собой так называемый п—р-пере-ход на этой же основе легко получить и р—м—р-переходы, применяемые в транзисторах. [c.160]

Примесная проводимость обус.ювлена наличием в полупроводниковом материале примесей. Находясь в кристаллической решетке кремния, атом мышьяка (или других элементов пятой группы) может отщепить свой лишний пятый электрон и. таким образом, действовать как донор электронов. Если в исходном состоянии этот электрон находился в запрещенной зоне полупроводника на уровне, не слип]ком удаленном от нижнего края зоны проводимости (рис. 1.2,6, уровень № 1), то он достаточно легко переходит в зону проводимости в результате в этой зоне появляются свободные электроны, т. с. проводимость л-типа. Введение в германий одного атома мышьяка на 10 атомов германия увеличивает число свободных электронов до 10 м =. Если примесью является бор (или другой элемент третьей группы), то он может принять на свою внешнюю орбиталь четвертый электрон. Такой переход возможен, если после него электрон находится на уровне, не очень удаленном от верхнего края валентной зоны (рис. 1.2, в, уровень WA). В данном случае атом примеси действует как акцептор электрона. а в валентной зоне появляется вакансия и полупроводник приобретает проводимость р-типа. [c.19]

Для практич. использования П. очень важгга возможность создания переходного слоя, так наз. р п-перехода, где соприкасаются или непосредственно переходят друг в друга области проводимости разных типов — дырочная и электронная. Физич. основой большинства применений П. являются электронные процессы, происходяш,ие в этой переходной области, напр, такие процессы, как генерация и рекомбинация носителей тока. При воздействии на П. света и различных ионизирующих излучений происходит переход электронов П. в зону проводимости. Тепловое движение также обеспечивает при всех темп-рах переброс пек-рого количества электронов в зону проводимости. Ионизация примесей в П. при комнатной темп-ре обусловлена тем, что отрыв электронов облегчается поляризуемостью среды, в к-рой находится примесный атом. Поляризуемость среды, характеризуемая диэлектрич. постоянной, ослабляет силы связи между электронами и ядром примесного атома и уменьшает энергию ионизации. Диэлектрич. постоянная е связана с энергией активации собственной проводимости выражением ъ-АЕ = onst. Кроме указанных параметров, для П. важно знание времени жизни носителей тока, характеризующего скорость процесса исчезновения неравновесных носителей тока вследствие рекомбинации электронов с дырками. Для определения ширины запрещенной зоны П. наряду с определением температурной зависимости электропроводности в области собственной проводимости применяют оптич. методы и определение температурной зависимости эффекта Холла. [c.122]

В этом эксперименте особый интерес представляет тот факт, что по мере роста количества прореагировавшего водорода сопротивление проходит через максимум. В связи с результатами Чапмена, Гриффита и Марша [5] можно было бы предположить, что такое поведение обусловлено переходом от р-тииа проводимости к -типу по мере увеличения давления водорода однако для подтверждения такого вывода необходимы дополнительные измерения зависимости эффекта Холла или тер.моэлек-трического потенциала от количества прореагировавшего водорода. [c.252]

На основе этого материала были изготовлены светодиоды, при чем р-/г-переход создавался путем диффузии алюминия в кристалл с проводимостью р-типа [52]. Впоследствии авторы нашли, что проводимость такого перехода полностью определялась концентрацией фотоносителей, то есть оп был фото-р-/г-переходом [53]. В темноте диоды обладали очень высоким сопротивлением, пока не начина лась электролюминесценция. В дальнейшем проводимость диода поддерживалась за счет фотопопнзации собственным улучшением дырочных и электронных ловушек с обеих сторон перехода. Квантовый выход достигал 18% при температуре 77°К- При комнатной температуре эффективность излучения была небольшой, однако Эйвен считает [16], что вполне возможно использовать этот эффект для создания фото-р-/г-переходов в соединениях сульфида и селенида цинка, для которых известны глубокие дырочные ловушки, и остается найти глубокие электронные ловушки. Эйвен предполагает, что их роль могут выполнить комплексы переходных металлов с одним из дефектов кристаллов. [c.43]

В работе Андерсена с сотрудниками [104] были получены высокоомные р-и-переходы на n- dS при внедрении фосфора при 50 кэв и токе 5 а/см . Глубина проникновения фосфора составляла около 500 А и концентрация фосфора достигала 10 " см После бомбардировки кристаллы отжигали в парах серы в присутствии порошка сульфида кадмия цри температуре 450° С в течение 10 мин. Повышение температуры и увеличение длительности прогрева разрушало р-слой. При 10 ма наблюдалась слабая желтоватая электролюминесценция. Сульфид кадмия с высокой проводимостью р-типа был получен при ионном внедрении висмута в высокоомные образцы сульфида кадмия и-типа [20] прп 25 кэв и токе 1 —10 Ma M . Глубина проникновения ионов висмута достигала 2000—3000 А. Бомбардировка проводилась при комнатной температуре и отжиг не проводился влияние отжига не наблюдалось при прогреве до 375° К. Измерение температурной зависимости проводимости и эффекта Холла показало, что появился акцепторный уровень 0,015 эв. Светодиоды были получены при легировании низкоомных (1- 10 ом-см) образцов сульфида кадмия я-типа. При температуре 77° К наблюдалась зеленая электролюминесценция только при прямом смещении. Контактом к сульфиду кадмия р-типа была платина, а к стороне кристалла с проводимостью п-типа — вакуумнонапыленные серебро и индий. [c.52]

В работе [107] предлагается новая модель, в которой электропроводность в NiO связывают с 2/5-полосой кислорода. Для описания оптического поглощения и края фотопроводимости используются заполненная 2р-полоса кислорода и пустая 45-полоса никеля с энергетической щелью между ними4эе. Так как непроводящие 3 -состояния заполнены, то чистая NiO — полупроводник с внутренней щелью 4 эв. Введение Li+ приводит к возникновению соседних Ni3+- o TOHHHn и этот комплекс действует как акцептор для 2р-полосы. При низких температурах Ni -AbipKa может перескакивать на Ni вблизи узла Li+ и таким образом создается вклад в электропроводность. При высоких температурах акцептор, являясь ионизованным, оставляет Ni + вблизи Li+, а дырка переходит в кислородную 2р-полосу. Эти дырки дают зонную проводимость р-типа, которая и наблюдается при средних температурах. За магнитные свойства и оптический спектр в NiO ответственны локализованные Зй-электроны. [c.89]

Как в электронных, так и в ионных проводниках переход от избытка А к избытку В имеет большое значение для механизма проводимости. Поскольку вакансии А ведут себя как акцепторы, а вакансии В — как доноры, переход от избытка В к избытку А является переходом от преобладающей дырочной (р-тип проводимости) к преобладающей электронной проводимости (п-тип проводимости). В случае, приведенном на рис. XII 1.5 (область II, п р), переход от дырочной проводимости к электронной происходит в области собственной проводимости и оказывается внезапным для состояния, показанного на рис. XIII.6. Для ионной проводимости характерно противоположное поведение. Так, в случае, которому соответствует рис. XII 1.6 (область II [Уд] = " [Ув1), при переходе от проводимости, осуществляемой ионами А [Уд], к проводимости, определяющейся ионами В Уй1, в переносе тока принимают участие оба иона. В состоянии, представленном на рис. XIII.5, рассматриваемый переход осуществляется скачком. В приведенных рассуждениях рассмотрены лишь концентрации дефектов. В действительности важны не только концентра- [c.337]

Как и для PbS, переход проводимости чистого теллурида кадмия и dTe, легированного примесными акцепторами (Ag, Au), от я-типа к р-типу осуществляется в узкой области давлений. На рис. XVI.24,a это показано для образца dTe + 5-10 Au/ ii . Однако для теллурида кадмия, легированного донорами (например, индием), имеется широкая переходная область, в которой сопротивление кристалла крайне высоко область проводимости р-типа с низким сопротивлением практически никогда не достигается (рис. XVI.24б). Это свидетельствует о том, что в кристаллах присутствуют центры с энергетическими уровнями, расположенными вблизи середины запрещенной зоны. [c.477]

Измерения поверхностной проводимости можно осуществить несколькими способами. 1) Одним из таких способов является измерение общей проводимости в монокристаллах или поликристаллических образцах, состоящих из небольших зерен. Толщина слоя пространственного заряда в этих зернах относительно велика (СиаО) [17] . 2) В тех случаях, когда проводимость поверхностного слоя значительно больше, чем в объеме, т. е. если в объеме кристалл является фактически изолятором (СигО), то можно использовать кристаллы обычных размеров [18]. 3) Использование электрического поля между кристаллом и металлическим плоским электродом, помещенным вблизи поверхности кристалла, изменяет свойства поверхностного слоя как в области пространственного заряда, так и в адсорбционном слое. Исследуя влияние электрических полей различных частот (постоянный или переменный ток от 0,01 гц до высоких частот) на проводимость, можно обнаружить особые состояния — ловушки с большими и малыми временами релаксации (так называемые медленные и быстрые состояния). Теория низкочастотных измерений изложена в работе Моррисона [19], теория высокочастотных эффектов приведена в работе Гаррета [20[ и Верца [21]. Измерения такого типа были проведены для Ое [22, 23], Те [24] и РЬ5[251. 4) В тех случаях когда поверхностный слой кристалла обладает проводимостью л-типа, а проводимость его в объеме характеризуется р-типом или наоборот ( каналы ) [261, ток, идущий от поверхностного слоя к объему, можно запереть с помощью наложения разности потенциалов между поверхностным слоем и объемом кристалла, так что р-п-переход смещается в направлении запирания. При таких условиях возникающий в поверхностном слое ток не проникает в объем кристалла и поверхностная проводимость может быть измерена, даже если объемная проводимость велика. В последнее время оказалось возможным измерить не только проводимость, но и постоянную Холла Р) поверхностного слоя и таким образом определить подвижность носителей р, = [27[. Измерения поверхностной проводимости германия показали, что, если предпринять особые меры для очистки поверхности (ионная бомбардировка, травление путем испарения в высоком вакууме), [c.556]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология