Подвижность носителей

Рис. 30. График зависимости подвижности носителей заряда в полупроводнике от температуры.

Естественно, что вклад различных механизмов рассеяния в суммарное времй релаксации зависит от температуры кристалла. По мере изменения энергии носителей заряда роль одних механизмов рассеяния уменьшается, а других возрастает. Поэтому характер движения носителей заряда под действием внешнего поля зависит от того, какой из механизмов рассеяния является преобладающим в данном интервале температур. При очень низких температурах в выражении (391) можно учитывать только рассеяние на нейтральной примеси, точечных дефектах и дислокациях. С повышением температуры роль этих механизмов уменьшается по сравнению с рассеянием на ионах примеси. При высоких температурах доминирующим становится рассеяние на фононах. Поэтому можно считать, что подвижность носителей в зависимости от температуры, согласно формулам (446) и (448), будет определяться соотношением вида [c.251]

В общем случае температурная зависимость подвижности носителей заряда в полупроводниках определяется тремя механизмами рассеяния носителей рассеянием на тепловых колебаниях атомов решетки, на ионизованных примесях и на дефектах. [c.130]

Зависимость подвижности носителей заряда от температуры [c.130]

Введем понятие подвижности носителей заряда и как среднюю скорость направленного движения, которую приобретают носи- [c.120]

Таким образом, измеряя величину Ли и зная ее полярность, можно определить концентрацию и знак носителей заряда. В свою очередь, по концентрации носителей и удельной проводимости материала можно из выражения (88) подсчитать величину подвижности носителей заряда. Измерения, проведенные с помощью эффекта Холла, показали, что концентрация носителей заряда [c.123]

Десорбция продуктов может быть связана с рекомбинацией электронов и дырок, т. е. зависеть от подвижности носителей тока, либо может протекать по механизмам, обратным механизмам адсорбции, т. е. с энергетическими или пространственными переходами электронов. [c.29]

Подвижность носителей тока пропорциональна скоростям их передвижения в электрическом поле. Обычно подвижность электронов в зоне проводимости выше подвижности дырок в валентной зоне, поэтому в упрощенном виде можно принять [c.189]

Для того чтобы связать удельную проводимость с подвижностью носителей заряда, выведем выражение закона Ома для плотности тока. Пусть через стержень круглого сечения (рис. 26) течет ток /. Носители заряда в нем двигаются перпендикулярно к нормальным сечениям. Рассмотрим два сечения 5 = 5" = 5, которые находятся друг от друга на расстоянии А/. Пусть разность потенциалов между этими сечениями будет Л1У = / — Сопротивление этого участка стержня [c.121]

Так как свойства вещества — механические, электрические, оптические, химические — определяются энергетическим состоянием валентных электронов, то в первую очередь нас интересует соответствующий участок энергетического спектра. Параметры последнего — значения ширины валентной, запрещенной зон, зоны проводимости и положение различных локализованных уровней — могут быть определены путем изучения оптических спектров, электропроводности и других свойств твердого вещества (см. гл. IX). Зная эти параметры, можно решать обратную задачу определять по ним неизвестные нам свойства вещества. Не случайно общепринятое деление твердых веществ на изоляторы, проводники, полуметаллы и металлы основывается на значениях ширины запрещенной зоны. Возьмем, например, ряд простых веществ алмаз, кремний, германий, олово, свинец. Каждое из этих вещёств по-своему замечательно и каждое используется как незаменимый материал, но в совершенно различных областях техники, а кремний и германии находят применение в полупроводниковой технике. Природа данных веществ изменяется скачками, как атомные номера соответствующих элементов. Скачками изменяется и ширина запрещенной зоны при переходе от одного аналога к другому. Для алмаза эта величина составляет 5,6 эВ. Это — изолятор, самое твердое из веществ. Для кремния она равна 1,21 эВ. Такой энергетический барьер уже много доступнее для валентных элек- тронов отсюда полупроводниковые свойства данного вещества. Ширина запрещенной зоны германия 0,78 эВ — он полупроводник с высокой подвижностью носителей тока — электронов и дырок. Наконец, серое олово по ширине запрещенной зоны, равной всего 0,08 эВ, занимает последнее место в данном ряду и относится скорее к металлам, чем к полупроводникам, а белое олово — настоящий металл. Так с изменением ширины запрещенной зоны закономерно изменяется природа твердого вещества. [c.105]

В свою очередь, коэффициент диффузии О связан с подвижностью носителей уравнением Эйнштейна [c.147]

Эффективная толщина слоев пространственного заряда зависит от температуры и концентрации подвижных носителей за- [c.159]

В металлах в отличие от полупроводников концентрация электронов даже при низких температурах предельно велика (порядка 10 —10 2 см ), поскольку практически каждый атом отдает электрон в общее пользование. Поэтому при увеличении температуры уменьшается подвижность носителей тока за счет рассеяния на тепловых колебаниях решетки, что снижает электрическую проводимость. Это и является причиной различия между металлами и полупроводниками. [c.318]

Ширина запрещенной зоны (термическая), эВ Концентрация носителей (77 К), см . . . Подвижность носителей (25 С), см /В-с. . [c.69]

Сказанное означает, что при одновременном введении донорных и акцепторных примесей происходит взаимная компенсация и их ионизация резко уменьшается. Таким образом, одни и тот же тип электропроводности и концентрация носителей могут быть получены как прн малом содержании примеси одного сорта, так и при большом содержании двух частично компенсируюш,их друг друга примесей. Следует однако отметить, что несмотря на одинаковый тип электропроводности и концентрацию носителей суш,ествуют заметные различия во многих других свойствах компенсированных и некомпенсированных полупроводников. В качестве примера укажем, что подвижность носителей заряда в компенсированных полупроводниках ниже, а скорость рекомбинации выше, чем в некомпенсированных. [c.129]

Методы контроля параметров эпитаксиальных пленок. Чтобы эпитаксиальные пленки были пригодны для изготовления полупроводниковых приборов, необходимо контролировать следующие параметры I) кристаллическое совершенство 2) толщину 3) электрические параметры (удельное сопротивление, тип проводимости, подвижность носителей). [c.143]

Иногда при условии активации практически всех донорных или акцепторных центров, когда собственная проводимость еще почти не имеет значения, иа кривой а — /(Т) может появиться область понижения проводимости за счет преобладающего влияния падающей подвижности носителей заряда. При дальнейшем повышении Т и усилении генерации подвижных носителей заряда собственно полупроводника опять повышается проводимость. [c.245]

Рассмотрим, как будет вести себя запирающий слой во внешнем переменном поле. Когда внешнее поле направлено от электронного полупроводника к дырочному, то оно усиливает существующее контактное поле. Основные подвижные носители заряда разойдутся в противоположные стороны от р—л-перехода. Из-за этого увеличится ширина запорного слоя, а следовательно, возрастет его сопротивление. Когда знак приложенной разности потенциалов изменится на обратный, то внешнее поле ослабит контактное поле и может даже его перекрыть, вследствие чего ширина запорного слоя станет меньше равновесной и сопротивление его уменьшится. В пропускном направлении тока дырки из р-области и электроны из п-области движутся навстречу [c.247]

Если в правом конце лодочки поместить монокристаллическую затравку и образовать одну зону плавления непосредственно рядом с затравкой, то, перемещая зону плавления влево, можно получить весь слиток германия в виде монокристалла с ориентацией кристаллографических плоскостей, какие имела затравка. Если в расплавленную зону ввести легирующую примесь с К <. 1, например 1п, то при прохождении зоны расплава вдоль всего слитка можно достигнуть равномерного распределения примеси и получить образцы с определенным типом проводимости и с определенной концентрацией подвижных носителей заряда в примесном полупроводнике. [c.262]

Электропроводность примесного карбида кремния растет примерно до 600° С, затем ее рост задерживается из-за падения подвижности носителей и даже начинает уменьшаться до появления собственной проводимости, которая начинает проявлять себя в интервале 1400— 1500° С. Ширина запрещенной зоны собственно карборунда a = = 2,86 эв (при 0° К А = 3,1 эв). [c.292]

У монокристаллов селена, полученных из расплава, проводимость и подвижность носителей вдоль цепочек (вдоль кристаллической оси с) в десятки тысяч раз больше, чем в перпендикулярном направлении. Селен — дырочный полупроводник. Вероятно, р-проводимость обусловлена дефектами решетки на концах атомных цепочек. Некоторые примеси (Hg, Т1) уменьшают проводимость селена, вероятно, потому, что они являются донорами, а это приводит к частичной рекомбинации электронов и дырок. Ширина запрещенной зоны серого селена 1,7—1,9 эв, аморфного 2,3 эв. После освещения селена проводимость увеличивается, и требуется некоторое время для того, чтобы проводимость достигла равновесного значения. [c.309]

В силу этого подвижность носителей, обусловленная рассеянием на нейтральных центрах, в явном виде не зависит от температуры и имеет вид [c.251]

Из формулы (449а) следует, что подвижность носителей, обусловленная рас-сенияем на ионах примеси, возрастает с ростом температуры по закону [c.250]

При рассмотрении полупроводников мы обычно имеем дело с подвижностью носителей (см. гл. V, 2). Поэтому установим прежде всего связь между R и подвижностью и. [c.329]

Число носителей тока здесь ие и.шеиястст с температурой, а их подвижность при ее повышепии падает главным образом из-за возрастания колебаний атомных осто1Юв в решетке металла и вызванного этим сокращения эффективного сечения свободного пробега электронов. В полупроводниках, как и в металлах, подвижность носителей тока с температурой уменьшается, ио одновременно растет число его носителей, которые прп можно представить функцией Больцмана [c.138]

Электропроводность углерода и углеродистых материалов аналогична электропроводности полупроводников. Подвижность носителей тока в полупроводниках возрастает при переходе от аморфного состояния к кристаллическому. Непрокаленный кокс имеет аморфную структуру и характеризуется весь- [c.206]

Было обнаружено, что термическая активация носителей на пороге подвижности является основным механизмом проводимости в диапазоне температур от 370 до 170К. Наблюдаемое отклонение от активационного поведения температурной зависимости проводимости может бьггь объяснено зависимостью подвижности носителей от температуры. Перенос заряда по локализованным состояниям подтвержден независимостью проводимости от частоты в этом температурном диапазоне. [c.157]

Если скорость измерять в см1сек, а напряженность поля в в см, то подвижность носителей заряда будет выражаться в см 1в-сек. [c.121]

Низкосимметричная слоистая решетка СиРг обусловливает сильную анизотропию свойств соединения, п частности, хорошо выраженную плоскость спайности в напранлении (0101 и малые значения подвижности носителей тока. [c.68]

Малая проводимость их по сравнению с металлами вызвана не тем, что подвижность носителей заряда сильно отличается в металлах и полупроводниках, а главным образом тем, что ток в последних переносится небольшой частью электронов, например, стомиллионной долей от общего числа валентных электронов. Уменьшение ст при охлаждении полупроводников может быть объяснено только быстрым уменьшением числа электронов ггроводимости п, так как. известно, что подвижность электронов возрастает при охлаждении. Стремление ст и п к нулю при Т - О указывает на то, что электроны проводимости в полупроводниках создаются тепловым движением (или другими видами энергии, сообщенной извне). Это основное отличие полупроводников от металлов. [c.233]

На рис. 72 изображены схемы появления дырки в атомной решетке элементарного полупроводника и возникновение электрона проводимости. Электрон, появившийся в междоузлии, является подвижным носителем заряда. Такие электроны, как и дырки, могут свободно пе-ремеш,аться по кристаллу (диффундировать). Если поместить кристалл в электрическое поле с напряжением, падающим справа налево, то свободный электрон приобретает направленное движение против [c.237]

Таким образом, по обе стороны плоскости О/ появляется двойной слой зарядов, противоположных по знаку. По одну сторону — в л-области — он обеднен электронами проводимости, а по другую — в р-области — обеднен дырками, т. е. основными подвижными носителями заряда. Оэ-здающееся поле противодействует диффузии дырок в л-область и диффузии электронов в р-область, вследствие чего и устанавливается равновесное распределение электронов и дырок, как изображено на рис. 77. [c.247]

Использование таких материалов значительно увеличивает коэффициент полезного действия термоэлектрических преобразователей. Они нужны для разработки полупроводниковых оптических квантовых генераторов и фотоэлектрических приемников, использующих эффект собственной фотопроводимости, для диапазона длин волн не выше 5—7 мкм. В полупроводниках с малой шириной запрешеннсй зоны и с высокой подвижностью носителей тока (типа InSb) обнаружены различные физические явления, представляющие особый практический интерес. [c.298]

Важнейшие области применения галлия. Основная область применения галлия — полупроводниковая техника. Галлий образует с элементами группы азота (кроме висмута) соединения типа А" В , которые изоэлектронны полупроводниковым элементам IV группы — германию и кремнию и обладают полупровониковыми свойствами. По сравнению с германием и кремнием соединения А В обладают большей подвижностью носителей тока. Они способны образовывать друг с другом твердые растворы, что позволяет синтезировать из них полупроводниковые материалы со свойствами, меняющимися в широких диапазонах. [c.245]

Германий обладает полупроводниковыми свойствами. Электросопротивление и подвижность носителей тока приведены для чистого мо-нокристаллического германия, обладающего только собственной проводимостью. Кристаллизуется он в кубической решетке типа алмаза. Очень хрупок, при комнатной температуре легко превращается в порошок. Твердость по шкале Мооса 6—6,5. Методом микротвердости было найдено значение 385 кг/мм . Такая высокая твердость в сочетании с хрупкостью делает невозможной механическую обработку германия. С повышением температуры его твердость падает выше 650 чистый германий становится пластичным. При высоком давлении получены еще три модификации германия, отличающиеся большей плотностью и электропроводностью. При плавлении он, подобно галлию и висмуту, уменьшается в объеме (- 5,6%). В парах масс-спектрографически обнаружены, помимо отдельных атомов, агрегаты, содержащие до восьми атомов. [c.155]

Проводимость полупроводниковых НК и пленок. Как мы видели выше (см. гл. IX), явление переноса у поверхности сильно влияет на электронные свойства массивных образцов полупроводников. Наиболее значительную роль эти явления играют в проводимости полупроводниковых НК и пленок толщиной около 1 мкс с концентрацией свободных носителей приблизительно до 10 см . Это объясняется тем, что при протекании тока через тонкий образец носители заряда испытывают наряду с обычным объемным рассеянием в полупроводнике еш,е рассеяние и на поверхности, благодаря чему эффективная подвижность носителей становится меньшей объемной подвижности. Это проявляется как размерный эффект сопротивления, аналогичный уже рассмотренному для металлов. Анализ размерных эфсректов в полупроводниках про-492 [c.492]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология