Собственно-дефектные полупроводники

Собственно-дефектные полупроводники [c.111]

В рассмотренных предельных случаях II и III электроны проводимости и дырки образуются в результате реакции ионизации собственных атомных дефектов — вакансий. Поэтому кристаллы, в которых такой механизм является доминирующим, называют собственно-дефектными полупроводниками. [c.113]

Вакансии в кристалле теллура обладают акцепторными свойствами, поэтому наряду с квазисвободными электронами и дырками в нем имеются отрицательно заряженные (ионизованные) вакансии. В рассматриваемой области низких температур концентрация ионизованных вакансий мала по сравнению с концентрациями электронов и дырок, однако с повышением температуры она растет быстрее, чем концентрации электронов и дырок, и при температуре 5 200°С достигает сравнимого с ними значения. При температурах, превышающих 200 °С, доминирующими дефектами являются дырки и отрицательно заряженные вакансии, имеющие приблизительно равные концентрации. В этой области температур концентрация электронов проводимости значительно меньше концентрации дырок и кристалл является собственно-дефектным полупроводником р-типа. (Смена знака носителей в кристалле теллура обнаруживается измерениями эффекта Холла.) Переход от собственной проводимости к собственно-дефектной проявляется и в изменении наклона прямолинейных участков графиков, изображающих концентрации доминирующих дефектов в собственной области он равен половине ширины запрещенной зоны, а в собственно-дефектной области — половине энергии реакции (4.41), деленной на постоянную Больцмана. [c.114]

Собственно-дефектными полупроводниками могут быть и кристаллы химических соединений. Так, в бинарном соединении МХ, обладающем атомной разупорядоченностью Шоттки, электроны проводимости могут возникать за счет ионизации вакансий более электроотрицательного компонента X, играющих роль доноров. Образование доминирующих заряженных дефектов — электронов и ионизованных вакансий X в этом случае соответствует квазихимической реакции [c.114]

С увеличением доли ионной связи в полупроводниковы.х соединениях увеличивается ширина запрещенной зоны (и вместе с тем делается возможным появление в ней более глубоких локальных электронных уровней), а также уменьшается энергия образования собственных дефектов решетки. При этом равновесная концентрация собственных дефектов решетки оказывается существенно зависящей от положения уровня Ферми для электронов. Это приводит к особенностям высокотемпературной равновесной собственно дефектной проводимости, к явлению равновесной самокомпенсации проводимости полупроводников. [c.360]

На рис. 4.5 точка пересечения сплощных прямых [Ум и [Ух ] соответствует давлению рстех лежащему внутри интервала Р-—Р+, в котором преобладающими дефектами являются электроны и дырки. Это соответствует предположению, принятому при постановке рассматриваемой задачи о том, что при стехиометрическом составе кристалл является собственным полупроводником. Однако такое предположение не ограничивает применимости полученных приближенных решений, поскольку при их нахождении использовались лишь ограничения, накладываемые на параметры а и р. На рис. 4.5 возможный ход зависимостей для концентраций нейтральных вакансий изображен также пунктирными прямыми. Точка их пересечения, отвечающая стехиометрическому составу, находится при давлении рстех лежащем вне интервала собственной электронной разупорядоченности Р-—Р+, а именно в области II, в которой доминирующими дефектами являются электроны проводимости и положительные вакансии Ух+. Поэтому такой кристалл при стехиометрическом составе является собственно-дефектным полупроводником п-типа, а переход к собственной проводимости происходит лишь при избыточном содержании X. В остальном же поведение такого кристалла не отличается от ранее рассмотренного. [c.123]

Во многих бинарных полупроводниках с ионным характером связи реализуется следующая ситуация. При изготовлении образцов в них образуется определенная концентрация вакансий какой-либо из основных компонент кристалла, связанная с нестехиометричностью образца. Одна из компонент собственного дефекта решетки — дефекта Френкеля или Шоттки — тождественна с дефектом, обусловленным отклонением от стехиометрического состава. В таких случаях в одном и том же образце при определенных температурах может иметь место частичная самокомпенсация проводимости, обусловленная нестехиометричными дефектами, а при более высоких—собственно дефектная проводимость, причем в обоих случаях будет фигурировать одна и та же энергия ионизации вакансии. Зависимости Л д (Г), п Т) в этом случае также весьма сложны. Существенную роль играет взаимное расположение уровней энергии, отвечающих нестехиометричному дефекту е и другой компоненте собственного дефекта гм. В работах [2, 3] рассматривался лищь случай гк>гм (здесь энергии берутся по модулю). Однако анализ экспериментальных данных приводит к предположению, что в действительности может быть реализован любой из этих случаев. В закиси меди, например, наклон холловских кривых очень сильно зависит от концентрации избыточного кислорода, поэтому и энергии Ею, гм могут существенно меняться в образцах разного стехиометрического состава. Этот вопрос нуждается в дополнительном изучении. [c.219]

Стехиометрические образцы а-ШзТез обладают проводимостью п-типа. На рис. 96 показан температурный ход постоянной Холла, электропроводности и произведения з. Это произведение, которое для собственной проводимости называется эффектной подвижностью, не зависит от температуры (прямая АВ). А постоянство э(ффективной подвижности указывает на независимость от температуры и и, если в исследуемой области не изменяется отношение подвижностей. Постоянство н Ыр Ъ широком интервале температур объясняется рассеянием носителей на нейтральных примесях. Такими нейтральными центрами рассеяния служат пустые узлы решетки, в которых отсутствует А 1. В других полупроводниках концентрация нейтральных примесей редко превышает 10 — 10 см , поэтому рассеяние нейтральными примесями существенно сказывается лишь при низких температурах. В дефектных же полупроводниках концентрация собственных дефектов или нейтральных центров рассеяния близка к числу атомов. Поэтому рассеяние на таких нейтральных примесях играет ведущую роль по сравнению с другими типами рассеяния и при высоких температурах. [c.200]

ЦИИ электрической неактивности примесей в стеклообразных и аморфных полупроводниках. Образование донорных и акцепторных уровней невозможно, если величина добавочного электрического поля, возникающего в решетке дефектного кристалла, превышает энергию активации примесных центров. Ввиду аномально большой концентрации собственных дефектов в соединениях Аг В следует учитывать значительное превышение дополнительного электрического поля над энергией диссоциации многих примесных атомов. Тогда электрическая активность примесных атомов висмута и иода объясняется их большой энергией активаций в ГПзТез. [c.201]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология