Полупроводниковые кристаллы

Зонная теория наиболее полно раскрывает различные свойства металлических и полупроводниковых кристаллов и хорошо описывает электрическую проводимость металлов. Учет волновой природы электрона приводит к выводу о том, что всякое нарушение симметрии расположения атомов в металлическом кристалле должно привести к понижению электрической проводимости. Такое нарушение симметрии, искажение периодичности кристаллической решетки может достигаться увеличением температуры (из-за усиления колебательного движения атомов), добавками легирующих элементов, механической обработкой металла (ковка, протяжка и т. д.). [c.340]

Полупроводниковыми свойствами могут обладать как кристаллические вещества, так и некоторые стекла. Полупроводниковые кристаллы могут состоять из частиц, связанных ковалентной связью (германий, кремний, карборунд и др.), т. е, обладать атомной кристаллической решеткой, В настоящее время эта группа полупроводниковых материалов привлекает наибольшее внимание. Однако полупроводниковыми свойствами могут обладать в определенных условиях также и многие кристаллы с ионной или молекулярной решеткой (неорганические и органические). [c.145]

Рассмотрение механизма диффузии и электропроводности в полупроводниковых кристаллах позволило Вагнеру сформулировать ионно-электронную теорию высокотемпературного параболического окисления металлов с образованием достаточно толстых окисных пленок и дать количественный расчет этого процесса. Ниже приводится в простейшем виде вывод уравнения Вагнера. [c.59]

Для выпрямления переменного тока служит полупроводниковый диод, представляющий собой полупроводниковый кристалл, разделенный на две части р—л-переходом, с укрепленными на электронной и дырочной частях металлическими невыпрямляющими контактами. [c.247]

ЕС ЭВМ представляет ряд программно-совместимых моделей вычислительных машин третьего поколения, разрабатываемых в рамках сотрудничества социалистических стран [73]. К отличительным особенностям этих машин следует отнести 1) использование новых элементов для технической реализации устройств — интегральных схем — элементов, выполненных на полупроводниковых кристаллах эти элементы отличаются более высокой надежностью, компактностью и быстродействием 2) применение блочного принципа организации вычислительной машины (вычислительной системы), охватывающего комплекс общих вопросов ее построения и допускающего широкие возможности набора функциональных блоков исходя из области применения системы [c.154]

Методы современной квантовой химии распространяются на все более сложные объекты. Квантово-химические расчеты позволяют описать не только молекулы, состоящие из большого количества атомов, природу ковалентной, ионной и других типов внутримолекулярных химических связей, но и в ряде случаев рассмотреть межмолекулярные взаимодействия и глубже понять особенности комплексных соединений, металлических и полупроводниковых кристаллов, сольватов, объединений взаимодействующих частиц в так называемые кластеры, промежуточных переходных состояний, возникающих в ходе химического превращения, и т. д. [c.48]

Рассмотрим роль примесей и их влияние на электропроводность полупроводниковых кристаллов. [c.125]

Диффузионная длина. Представим себе, что в какой-либо области полупроводникового кристалла нарушено термодинамическое равновесие и возникли неравновесные носители заряда. При этом одновременно происходят два параллельных процесса диффузия неравновесных носителей заряда в окружаюш,ие невозбужденные области кристалла и рекомбинация этих носителей. Очевидно, что по мере удаления от возбужденной области концентрация неравновесных носителей должна уменьшаться. Расстояние, на котором эта концентрация уменьшается в е раз, называется диффузионной длиной и обозначается символом L . Диффузионная длина определяется временем жизни т и коэффициентом диффузии О носителей заряда [c.147]

Обе эти характеристики связаны с высотой и формой потенциального барьера, существующего на границе раздела кристалл—окисная пленка. Действительно, скачок электростатического потенциала в слое пространственного заряда является высотой потенциального барьера, расположенного в этом слое, а скорость электронного обмена между объемом кристалла и поверхностным окислом определяется высотой потенциальных барьеров, расположенных в слое пространственного заряда и непосредственно на границе раздела. В 31 мы видели, что скорость электронного обмена (ток обмена) с различными ионами водного раствора неодинакова и зависит от их положения в ряду напряжений. Такое же утверждение справедливо и для адсорбированных в окисной пленке частиц, скорость электронного обмена с которыми должна зависеть от их химической природы и степени взаимодействия с окислом. Поэтому обычно говорят, что н а поверхности полупроводникового кристалла присутствуют быстрые и медленные состояния. При этом под быстрыми состояниями подразумеваются те энергетические уровни в окисной пленке, [c.206]

Концентрация носителей на поверхности полупроводникового кристалла существенно зависит от концентрации адсорбированных в окисной пленке молекул окислителей или восстановителей, кислот или оснований, а также молекул воды и других полярных веществ. При этом молекулы кислот и окислителей увеличивают концентрацию дырок, а молекулы восстановителей, оснований, воды и других полярных веществ обогащают поверхность полупроводника электронами. [c.212]

Романенко В. Н, Получение однородных полупроводниковых кристаллов, Металлургия, 1966, [c.95]

Ядерные излучения используют для получения новых веществ, для улучшения свойств полимеров и т. д. Большой интерес представляет изменение свойств различных материалов под влиянием этих облучений. Например, оказалось, что из предварительно облученного угля легче извлекается частый его спутник германий каучуки вулканизуются без добавок серы полиэтилен становится более устойчивым к нагреванию и органического стекла (см. гл. ХП1) нагреванием и облучением можно получить пенопласт и т. д. Ядерные излучения возбуждают множество цепных реакций. В полупроводниковых кристаллах они увеличивают число различных дефектов, что резко изменяет их свойства, особенно электрофизические. В связи с этим упомянем о чувствительности к излучениям, радиодеталей, применяемых в управляющих и регистрирующих приборах атомных реакторов. Радиолампы меняют параметры незначительно. Полупроводниковые приборы теряют свои свойства уже при малой дозе облучения. Масляные конденсаторы вспучиваются при облучении вследствие разложения масла. Керамические и слюдяные конденсаторы меняют свойства только после длительного облучения. У металлических сопротивлений электрические свойства практически не меняются, а у угольных сопротивление уменьшается. Магнитные свойства силиконового железа, пермаллоя (см. гл. ХИ, 7) и др. ухудшаются. Как видно, электронные приборы можно использовать в полях излучений (в частности и космических) при условии не слишком больших доз облучения и очень осмотрительно. [c.47]

Эффекты, связанные с внутренними степенями, проявляются, как установлено, на опыте [2] при фазовых превращениях, при тепловой ионизации примесей в полупроводниковых кристаллах и т. д. В молекулярных кристаллах также могут встретиться [c.145]

В полупроводниковых кристаллах, имеющих долю ионной связи, электроны проводимости (дырки) гораздо сильнее взаимодействуют с оптическими колебаниями, чем с акустическими. Это связано с тем, что электрон (дырка) сильно взаимодействует с диполями, возникающими в кристаллической решетке при оптических колебаниях (см. гл. И, 3) разноименно заряженных ионов. [c.250]

Мы кратко рассмотрели принцип действия р—п-перехода в гомогенном по составу полупроводнике. Дальнейшие исследования [20, с. 61 ] показали, что многие свойства полупроводниковых приборов можно улучшить, используя так называемые гетеропереходы — контакты двух различных по химическому составу полупроводников. Энергетическая зонная модель и инжекционные свойства гетероперехода, а также область применения его определяются опять же условиями изготовления. Успехи в этой области связаны прежде всего с успехами физико-химии и технологии эпитаксиального выращивания кристаллов. Среди большого числа различных методов эпитаксиального роста полупроводниковых кристаллов широкое распространение получил метод жидкостной эпитаксии [21 ]. Он стал основным при изготовлении многих важных полупроводниковых приборов [20, с. 61 и 92]. [c.464]

Так, было показано, что адсорбция ряда ионов из раствора на поверхности полупроводниковых кристаллов кремния и германия сопровождается образованием мономолеку-ляр ного слоя. Исследование десорбционных характеристик, изучаемых по уменьшению радиоактивности поверхности кристаллов в результате отмывки, позволило установить три механизма адсорбции примесей на поверхности этих кристаллов физический, ионнообменный по группам — ОН, образующимся на окисленной. поверхности кристаллов, и восстановление достаточно электроположительных металлов. [c.183]

Романенко В. П. Получение однородных полупроводниковых кристаллов. Изд-во Металлургия , 1966. [c.238]

Эффективные значения -.фактора обычно можно определить с помощью полупроводникового кристалла, применяемого для регулирования однородности поля, точность оценки при этом не превышает сотых, что, однако, недостаточно при идентификации многих органических и полимерных свободных радикалов. [c.359]

Полупроводники обладают электронной и дырочной проводимостью, их удельная электрическая проводимость с повышением температуры возрастает. Это объясняется тем, что с повышением температуры в полупроводниковых кристаллах увеличивается подвижность дырок и возрастает концентрация свободных электронов, которые при повышении внутренней энергии кристалла отрываются от своих атомов, создавая электронный газ. В некоторых полупроводниках повышение температуры на 100 °С увеличивает электрическую проводимость в 50 раз. [c.120]

Более сложная картина наблюдается в случае р—п—р- или п—р—/г-переходов. Полупроводниковые кристаллы с такими переходами используются в качестве усилителей напряжения. В современной технике полупроводниковые транзисторы все больше вытесняют ламповые. [c.84]

Изучение состава и распределение примесей в алмазе представляет интерес в первую очередь в связи с задачей получения полупроводниковых кристаллов. В природных алмазах электрически активными примесями являются азот (в случае, когда он присутствует не в агрегированной, а в парамагнитной форме, т. е. в замещающем углерод положении), который создает глубокие донорные уровни ( 4эВ), практически играющие роль центров захвата, а также бор, ответственный за дырочную проводимость с энергией активации порядка 0,36 эВ. [c.406]

При изучении диэлектрических свойств полупроводниковых синтетических алмазов установлен ряд особенностей в зависимости е и tgб от степени легирования кристаллов электрически активными для алмаза примесями В и Аз. Диэлектрические потери в полупроводниковых кристаллах более чем на порядок выше, чем в нелегированных образцах, и зависят от массового содержания легирующих элементов в шихте. Причем при равных добавках В и Аз в шихту потери легированных Аз кристаллах меньше, чем в боровых . Как отмечалось выше, это может быть следствием различной интенсивности захвата В и Аз растущими кристаллами. При массовом содержании бора в исходной шихте более 0,5% tgб возрастает настолько, что превышает граничные значения потерь (tgб 2-10- ), допустимых при измерениях методом малых возмущений. Кроме того, при добавках бора до [c.461]

При изучении диэлектрических свойств полупроводниковых синтетических алмазов установлен ряд особенностей в зависимости е и от степени легирования кристаллов электрически активными для алмаза примесями В и Аз. Диэлектрические потери в полупроводниковых кристаллах более чем на порядок выше, чем в нелегированных образцах, и зависят от массового содержания легирующих элементов в шихте. Причем при равных добавках В и Аз в шихту потери легированных Аз кристаллах меньше, чем в боровых . Как отмечалось выше, это может быть следствием различной интенсивности захвата В и Аз растущими кристаллами. При массовом содержании бора в исходной шихте более 0,5% возрастает настолько, что превышает граничные значения потерь (tgб—2-10 ), допустимых при измерениях методом малых возмущений. Кроме того, при добавках бора до 0,1 %, в шихте наблюдается значительное (до 7,5—8) увеличение е по сравнению с нелегированными кристаллами (е = 5,б-н5,8). Присутствие Аз в исходной шихте практически не влияет на диэлектрическую проницаемость алмаза. [c.461]

Гелий применяется для наполнения дирижаблей, при сварке магниевых деталей самолетов, в водолазном деле, медицине, для калибровки приборов, в космонавтике для консервации пищевых продуктов, атомной энергетике (как теплопередающая среда), хладотехнике, хроматографии, при выращивании полупроводниковых кристаллов кремния и германия, для наполнения радиоламп и во многих других отраслях. [c.172]

Получены полупроводниковые кристаллы, которые при сверхнизких температурах позволяют управлять сверхкороткими лазерными импульсами (М. Бардин с сотр.). [c.175]

Применяя методы диффузии в фотолитографии, можно получать в определенных местах р—п-переходы. В сочетании этих методов с методами эпитаксиального наращивания тонких пленок различных веществ, а также наращивания электролитическим методом металлов и травления по рисунку открываются широкие возможности изготовления различных узлов твердосхемных и пленочных устройств. Такими методами удается на одном полупроводниковом кристалле получать схемы, содержащие несколько транзисторов или диодов с необходимыми емкостными и резистивными элементами. Емкостные эле-гленты схем могут конструироваться не только на основе р—п-переходов, но и на основе диэлектрических слоев на поверхности кремниевых пластин. Об использовании фотолитографии для изготовления мозаичных люминесцентных телеэкранов см. далее ( 9). [c.360]

Применяя методы диффузии в фотолитографии, можно получать в определенных местах р—л-переходы. В сочетании этих методов с методами эпитаксиального наращивания тонких пленок различных веществ, а такл<е наращивания электролитическим методом металлов и травления по рисунку открываются широкие возможности изготовления различных узлов твердосхемных и пленочных устройств. Такими методами удается па одном полупроводниковом кристалле получать схемы, содержащие несколько транзисторов или диодов с необходимыми ем- [c.449]

К. X. - компонент электролита в кадмиевых гальванич. элементах протрава при крашении и печатании тканей компонент сорбентов для газовой хроматографии, вирирующих составов в фотографии, катализаторов орг. синтеза, флюсов для выращивания полупроводниковых кристаллов исходное в-во для получения кадмийорг. соединений. [c.283]

Полупроводниковые кристаллы-активные среды полупроводниковых лазеров. Излучение в них генерируется в результате переходов между энергетич. уровнями зоны проводимости и валентной зоны. Иссюльзуют [юлу-проводники типа А В , А "В , А В . Активные элементы изготовляют из монокристаллов (напр., dS, GaAs, InAs, PbS), содержащих в своем объеме области, для к-рых характерен электронно-дырочный переход (р - и-переход), и из кристаллич. гетероструктур, образованных чередованием кристаллич. слоев, различающихся по хим. составу, но имеющих одинаковый период кристаллич. решетки. Наиб, распространены гетероструктуры, образованные слоями полупроводников типа А "В на основе арсенидов, фосфидов, антимонидов Ga и А1 и их твердых р-ров. Гетероструктуры получают также на основе многокомпонентных (тройных и более) твердых р-ров замещения (напр., Al,Ga, As), в к-рых при изменении состава в широких пределах период решетки не меняется. Полупроводниковые монокристаллы [юлучают из особо чистых исходных в-в кристаллизацией из расплавов (метод Чохральского, горизонтально направленная или зонная кристаллизация в контейнере, бестигельная зонная плавка) и эпитаксиальным выращиванием тонких кристаллич. слоев при кристаллизации из газовой фазы или расплавов твердых р-ров. Необходимые характеристики достигаются введением примесей в расплав или методом ионного внедрения примесных атомов. В качестве легирующих примесей используют, напр., элементы П (Zn, d, Mg акцепторы электронов), IV, VI (Sn, Те, Se, S доноры) групп. Благодаря разнообразию полупроводниковых кристаллов созданы лазеры, излучающие в диапазоне длин волн 0,3-30 мкм, обладающие малой инерционностью ( 10 с) и высоким кпд (до 50%), работающие как в импульсном, так и в непрерывном режиме (мощности 10 Вт при длительности импульса 3 НС и 10 Вт соответственно). Лучевая прочность полупроводниковых Л. м. ограничивает выходную мощность лазеров. [c.566]

Выращивание вз расплава. Контейнер с расплавом и затравкой охлаждают так, чтобы затравка всегда была холоднее расплава, но переохлаждение на ее пов-сти было невелико и затравка росла без дендритообразования или появления паразитных кристаллов. Этого достигают разными способами меняя т-ру нагревателя (метод Стронга-Штёбера), перемещая нагреватель относительно контейнера (метод Бриджмена - Стокбаргера), размещая затравку иа неподвижном охлаждаемом стержне (метод Наккена), вытягивая затравку из расплава по мере роста кристалла без вращения (метод Киропулоса) или с вращением (метод Чохральского). Затравке или щели, из к-рой вьггягивают кристалл, иногда придают спец. форму, выращивая кристаллы разного профиля (метод Степанова). Особенно широко распространен метод Чохральского, при к-ром затравку закрепляют на охлаждаемом стержне, опускают в расплав, а затем вытягивают из расплава при непрерывном вращении стержня. Метод используют для пром. получения металлич. и полупроводниковых кристаллов размером 1-50 см с регулированием их качества (дефектности) путем изменения скоростей вращения и вытя- [c.132]

ТЕРМ0Л10МИНЕСЦЁНЦИЯ, люминесцентное свечение в-ва, возникающее в процессе его нагревания. Обычно для появления Т. в-во необходимо предварительно возбудить УФ светом, ионизирующим излучением (у-квантами, рентгеновскими лучами, потоком электронов электрич. полем, мех. воздействием. В нек-рых случаях Т. связана с образованием электронно-возбужденных состояний молекул в хим. р-цнях (см. Хемилюминесценция). Термолюминесцируют неорг. в-ва, в т. ч. люминофоры разл. назначения (ламповые, телевизионные и пр.), лазерные кристаллы (напр., рубин, полупроводниковые кристаллы), стекла, мн. полимеры (полистирол, полиамиды, полиэтилентерефталат, полиолефины, фтор- и хлорсодержащие полимеры, все каучуки и др.). [c.542]

Для того чтобы точность была порядка десятитысячных или стотысячных для узких линий, необходимо раздельное измерение частот с помощью счетчика частот или волнометра. Одновременно проводят измерение поля с помощью ЯМР-измерителя магнитной индукции или полупроводникового кристалла — регулятора поля, откалиброванного указанным измерителем. Затем рассчитывают -фактор из уравнения (21.8). [c.359]

В спектрометрах с энергетической дисперсией дисперсия (выделение специфичной энергии) и счет числа рентгеновских фотонов (обладающих этой специфичной энергией) выполняется в один этап. Спектрометры с энергетической дисперсией построены на основе полупроводникового кристалла, охлаждаемого жидким азотом. Используют монокристаллы легированного литием кремния 81(Ы) или высокочистого германия, ВЧСе. В этих кристаллах разность энергии между валентной зоной и зоной проводимости составляет величину порядка 4эВ. При комнатной температуре некоторое число электронов находится в зоне проводимости, так что кристалл является (полу)проводником. При охлаждении кристалла до температуры жидкого азота (—196° С) почти все электроны остаются в валентной зоне и при наложении на кристалл напряжения ток протекать не может. Литий вводят в кристалл кремния, чтобы скомпенсировать примесные носители заряда. [c.78]

Среди материалов, обладающих электрическими свойствами, обычно рассматр йвают проводники, полупроводники и диэлектрики. Различия между ними определяются характером химической связи и структурой энергетических зон, возникающих в результате взаимодействия атомов или ионов, составляющих кристаллическую решетку. Энергетическая диаграмма полупроводникового кристалла в отличие от диэлектрика характеризуется более узкой полосой запрещенных энергий. Некоторые важнейшие полупроводниковые материалы для электронной техники уже были рассмотрены (германий, кремний, арсенид галлия). В то же время существует много перспективных соединений типа А В (А —Оа, 1п В -8Ь, Аз, Р) и А В1 (А11-2п, Сс1, Hg В -5, 8е, Те). Первые из них обладают исключительно высокой подвижностью носителей заряда, а вторые позволяют в широком интервале изменять ширину запрещенной зоны. Среди диэлектриков со специальными свойствами в первую очередь следует выделить сегнето- и пьезоэлектрические материалы для квантовой электроники, включая активные среды лазеров и мазеров. Первые из них склонны к поляризации только пол влиянием внешних механических воз- [c.164]

Зависимость электрических свойств полупроводниковых кристаллов от их реальной структуры. В кристаллах с гомеополярным типом связи каждая дислокация влечет за собой появление ряда разорванных связей вдоль линии дислокации. Число разорванных связей на один параметр решетки для веществ со структурой алмаза (31, Се) в зависимости от типа плоскости скольжения, направления оси дислокации и некоторых других дополнительных условий, представлено в табл. 34 (Хорнстр, 1958 г.). [c.263]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология