Полупроводники компенсированные

Электропроводность металлов мало изменяется в зависимости от температуры, поскольку увеличение заселенности их зоны проводимости компенсируется возрастающими при повышении температуры колебаниями кристаллической решетки, которые мешают продвижению электронов. В отличие от этого электропроводность полупроводников зависит от появления в их зоне проводимости даже небольшого числа электронов. Такая электропроводность быстро увеличивается при повышении температуры в результате возрастания заселенности зоны проводимости и одновременного образования вакансий, или дырок , в валентной зоне. В дефектных кристаллах (см. разд. 10.7) электропроводность еще больше увеличивается в результате введения примесей, обладающих избыточными электронами, которые заселяют зону проводимости, либо примесей с дефицитом электронов, что приводит к образованию дырок в валентной зоне. Наличие дырок в валентной зоне позволяет остальным ее электронам [c.391]

Роль внутренних напряжений в компаундах особенно проявляется после старения, которое, как правило, приводит к увеличению напряжений. При термическом старении повышаются и модуль, и Тс полимера это вызывает резкий рост произведения ЕАТ и, соответственно, внутренних напряжений. Уменьшение ТКР, обычно наблюдающееся при термостарении, не может полностью компенсировать рост АТ и Е. Физико-химическое взаимодействие, напротив, проявляется наиболее интенсивно на стадии отверждения компаундов и при поверхностном взаимодействии компаунда с заливаемыми элементами, чго может привести к изменению поверхностных характеристик полупроводников, разрушению полимерных изоляционных покрытий в ходе отверждения компаунда и другим нежелательным явле-Ниям, [c.175]

Такие типичные полупроводники, как кремний и германий, уже при комнатной температуре обладают некоторой проводимостью, хотя она приблизительно в 10 раз меньше, чем у металлов. Хотя при нагревании увеличиваются тепловые колебания ядер атомов, но этот эффект с избытком компенсируется увеличением количества электронов в зоне проводимости. Таким образом, в противоположность металлам проводимость полупроводников растет с повышением температуры. Электроны преодолевают запрещенную зону не только при тепловом воздействии, но и при облучении светом определенной длины волны. Такое явление называется фотопроводимостью. [c.203]

Заряд е в полупроводнике компенсируется зарядом ионной обкладки двойного слоя. Поэтому при отсутствии специфической адсорбции ионов (когда = 0) [c.149]

В 28 мы видели, что начальный потенциальный барьер на границе раздела между металлами практически полностью компенсируется контактной разностью потенциалов и высота равновесного потенциального барьера при этом близка к нулю. Такое же явление следует, очевидно, ожидать и в рассматриваемом случае. Поэтому при очень большой концентрации носителей на контактной поверхности полупроводника существенная часть контактной разности потенциалов распределяется в очень тонком пограничном слое, равном ширине начального потенциального барьера. Пр своей величине эта часть контактной разности потенциалов близка к высоте начального потенциального барьера, но обратна ему по знаку. Сказанное означает, что при обогащении контактной по- [c.179]

Если кислород или другое электроотрицательное вещество химически адсорбируется на поверхности полупроводника л-типа, например на оксиде цинка, на германии и др., то атомы кислорода отбирают электроны от полупроводника и образуют на поверхности отрицательные ионы. Отрицательный заряд ионов кислорода может компенсироваться положительным пространственным зарядом в полупроводнике (в поверхностном барьере). Увеличение адсорбции повышает высоту барьера, из-за чего уменьшается скорость адсорбции и она ограничивается. Поглощение каждого атома кислорода уменьшает поверхностную проводимость полупроводника, так как в нем уменьшается число основных носителей заряда (число электронов). При значительной химической адсорбции кислорода на п-германии в объеме, примыкающем к поверхности, может даже возникнуть р-тип проводимости. Толщина слоя с обращенной проводимостью (инверсионный слой) достигает 1 мкм. [c.251]

Существует еще одна причина, приводящая к локализации носителей в полупроводниках, в частности оксидах переходных металлов, связанная с неоднородным распределением примесных центров в кристалле (локализация Андерсена). Эта особенность характерна для полупроводников, в которых наряду с основными примесными центрами существуют примеси противоположного знака, частично компенсирующие основные примеси. [c.118]

Чтобы подойти к ответу иа эти вопросы, прежде всего рассмотрим одно следствие, вытекающее из факта существования прочной формы хемосорбции, при которой хемосорбированная частица удерживает на себе (или около себя) свободный электрон или свободную дырку кристаллической решетки. Следствием этого является заряжение поверхности полупроводника при адсорбции. А следствием заряжения поверхности в свою очередь является возникновение в приповерхностном слое полупроводника объемного заряда, по знаку противоположного заряду поверхности и его компенсирующего. Результатом этого имеет место искривление энергетических зон вблизи поверхности полупроводника [9]. [c.26]

Точечный термистор, применяемый для этой цели, представляет собой полупроводниковое сопротивление 1 (рис. 55, в) диаметром 1,0—1,5 мм, припаянное оловом к стеклянной трубке 2. К полупроводнику прикреплены два конца очень тонкой проволоки 3, а к этим концам припаяны оловом медные провода 6 длиной 1 м. Этими проводами термистор соединяется с мостом сопротивления и самописцем. Постоянное сопротивление термистора компенсируется во втором плече моста вручную двухступенчатым переключателем сопротивления в 6188 ом, 430 ом, 213 ом и 212 ом, в пересчете на градусы Цельсия это соответствует 76—78 и 79 °С. Во второй ступени 10 переключателей сопротивления по 21,3 ом, каждое из этих сопротивлений соответствует 0,1 °С. Интервал шкалы самописца, соответствующий 0,1 °С, перекрывается автоматически реохордом измерительной диагонали моста. [c.171]

При этом все примеси, имеющие электродный потенциал более положительный, чем потенциал меди (величина ф° в уравнении Нернста), выпадают в виде осадка (шлама) на дно электролитической ванны. Среди примесей в меди нередко содержатся золото, серебро, платина, селен, теллур, представляющие большую ценность как драгоценные металлы и полупроводники. Таким образом, извлечение их из шлама в значительной степени компенсирует затраты электроэнергии на рафинирование меди. На отрицательном электроде (катоде), приготовленном из листа тщательно очищенной меди, происходит разряд катио--нов Сп + [c.32]

Избыточные заряды в поверхностном слое возникают не только в результате перераспределения зарядов и установления пограничного потенциала при контактировании полупроводника с другой фазой, но и в результате наличия в полупроводнике так называемых поверхностных состояний (поверхностных уровней). Этим термином обозначают особые места на поверхности, в которых из-за обрыва кристаллической решетки или из-за наличия адсорбированных посторонних веществ могут связываться электроны или дырки. Плотность поверхностных состояний полупроводников велика (больше 10 м ). Эти состояния создают тонкую обкладку д.э.с., которая компенсируется противоположным по знаку объемным зарядом в более толстом поверхностном слое. [c.259]

Для металлов существует небольшая отрицательная темпе-гурная зависимость Ер, следовательно, и (г относительно Е — энергии дна зоны проводимости. Однако она в значительной мере компенсируется изменением потенциа.тьной энергии Е вследствие расширения решетки [51]. Обычный усредненный температурный эффект составляет 10 эВ/К. В случае полупроводников положение более сложное Ер слабо зависит от температуры для собственных полупроводников, для образцов с большим содержанием примесей эта зависимость становится бо.тее сильной и в промежуточной области Ер сильно зависит от температуры. Обычно при повышении температуры Ер перемещается к середине запрещенной зоны. Влияние на поверхностный слой, которое зависит как от п.лотностей и энергий поверхностных центров захвата электронов, так и от расширения решетки, предсказать трудно. [c.107]

Уравпение (25) при этом не изменяется, так как минимальное напряжение для насыщения остается таким, чтобы как раз компенсировать КРП между полупроводниковым эмиттером и коллектором. Если вещество коллектора инертно и для него известна величина работы выхода, то можно измерять и б, и работу выхода из полупроводника в одном эксперименте. Так, Куин и Робертс [87] использовали измерения с замедляющим потенциалом, чтобы показать изменения, происходящие при переходе от поверхности никеля, покрытой кислородом, до поверхностного слоя нолу-проводящего окисла металла. Измерения производились на никелевой ленте (3X0,5X 0,008 см), приваренной к толстым несущим стержням. Эта лента помещалась в центре золотого цилиндра радиусом 3 см, имеющего узкую прорезь, через которую ультрафиолетовый свет попадал на ленту. Использовалась линия 2150 А ртутной лампы, и ток с ленты измерялся при значениях напряжения на коллекторе в интервале от +10 до —10 В. [c.160]

Аналогичное влияние на повышение проводимости оказывают дефекты кристаллической структуры. В основе этого явления лежит стехиометрическое несоответствие состава реального кристалла и его идеальной формулы. Дефицит атомов одного из элементов компенсируется избытком атомов другого, которые в данном случае играют роль добавки. Например, в кристаллической структуре галенита РЬ5 избыточные атомы РЬ служат донорами, а недостающие атомы 5 — акцепторами. Полупроводниками такого типа являются СигО и 2пО. [c.193]

Современная теория хемосорбции на полупроводниках в форме, разработанной Хауффе [14], предполагает, что заряд переносится в твердое тело или из него и, таким образом, хемосорбированная частица существует на поверхности в виде иона. Возникающий поверхностный заряд компенсируется зарядом в твердом теле, создаваемым дискретными электронными уровнями, обусловливающими полупроводниковые свойства тела. Казалось бы, что для этой теории хемосорбции требуется существование локальных состояний в комбинированной системе, состоящей из инородного атома и кристалла, но, как будет показано в разделе V, А, это не всегда необходимо. [c.407]

Главная цель данного раздела состоит в том, чтобы показать, как величины параметров взаимодействия определяют природу адсорбированных частиц и способ возникновения компенсирующего заряда в кристалле. Для этого следует учесть два общих вывода, следующих из теории молекулярных орбит. Известно, во-первых, что если к идеальному кристаллу, содержащему N электронных уровней, приблизить водородоподобный инородный атом, то комбинированная система будет иметь N + 1 уровней, каждый из которых способен вместить два электрона. Во-вторых, сумма квадратов коэффициентов волновых функций с т) для всех N+1 уровней равна единице для всех атомов, включая и инородный атом. Если на каждом из УУ+1 уровней находится по два электрона, то это значит, что инородный атом существует на поверхности как анион. Конечно, для того чтобы достигнуть заполнения каждого из имеющихся уровней двумя электронами, следует добавить в систему один избыточный электрон. Сказанное справедливо для кристалла полупроводника р-типа либо потому, что он содержит примеси, либо из-за его нестехиометричности. Число N должно, однако, включать только уровни нормальной зоны, но не дискретные уровни, лежащие непосредственно над ней и создающие полупроводниковую электропроводность р-типа в кристалле. Аналогичные соображения применимы и для полупроводников п-типа. [c.407]

Если же число свободных носителей в чистом кристалле невелико, то при взаимодействии носителей, введенных примесью с точечными дефектами, выделяется энергия, которая может скомпенсировать энергию, затрачиваемую на образование точечных дефектов. Иными словами, если энергия образования дефектов, мала по сравнению с их энергией ионизации, то все свободные носители, создаваемые примесью, будут компенсироваться в результате образования ионизированных дефектов, и кристалл при всех равновесных условиях будет изолятором. Поэтому эффект компенсации электрически активных примесей ионизированными точечными дефектами должен проявляться в полупроводниках с большой шириной запрещенной зоны, в которых число свободных носителей мало, даже при высоких температурах, при которых примесь вводится в кристалл. [c.217]

Методика измерений, описанная в работах [И, 12], позволяла измерять лишь действительную часть изменения проводимости. В описываемых опытах применялась схема измерений, показанная на рис. 1. Схема дает возможность определять как действительную, так и мнимую компоненты сигнала эффекта поля. Постоянный ток через образец задается мостовой цепочкой, с помощью которой можно компенсировать паразитные сигналы, возникающие вследствие токов смещения через конденсатор металл — полупроводник. Переменное напряжение, появляющееся вследствие изменения проводимости образца, усиливается дифференциальным [c.139]

Применение таких схем позволяет компенсировать внутреннюю необратимость полупроводников более обратимым внешним теплообменом. [c.435]

НОСТЬ одинакова во всех точках поверхности. Мы, так же как и другие авторы, будем пользоваться в дальнейшем таким макроскопическим приближением. Следствием заряжения поверхности является возникновение в приповерхностном слое полупроводника объемного заряда, по знаку противоположного заряду поверхности и его компенсирующего. Это приводит к искривлению энергетических зон вблизи поверхности полупроводника. [c.93]

Явления, аналогичные поверхностным эффектам, могут возникать внутри кристаллов вблизи дислокаций [38]. При этом, если энергия образования заряженных дефектов на дислокациях меньше для одного типа дефектов, чем для другого, то дефектов первого типа будет образовываться больше. В результате дислокация оказывается заряженной, а ее заряд компенсируется цилиндрическим пространственным зарядом в кристалле вокруг дислокации. Эта картина применима как к электронным, так и к атомным дефектам. В качестве примера можно привести германий, в котором энергия образования свободных дырок вблизи дислокаций меньше, чем энергия образования свободных электронов, или, применяя терминологию физики полупроводников, дислокация в этом случае обладает свойствами акцептора [391 . В результате дислокация заряжается отрицательно при этом ее линейный отрицательный заряд компенсируется цилиндрическим каналом свободных дырок (или в случае п-типа — ионизированными донорами), расположенным вокруг нее [40]. При наличии ориентированных под небольшими углами границ зерен, где на одной плоскости может присутствовать больше дислокаций, каналы могут соединяться, образуя непрерывный слой р-типа. В таком случае, если объем кристалла обладает высоким сопротивлением или свойствами п-полупроводника, проводимость этой пленки можно исследовать отдельно [41]. [c.563]

Опыты с десенсибилизаторами демонстрируют двойную роль последних. Они, как и прочие красители, сенсибилизуют фотоэффект в полупроводниках, а кроме того, являются ловушками электронов полупроводника. В результате последнего создается двойной электрический слой отрицательный заряд на адсорбированных молекулах красителя и компенсирующий его положительный приповерхностный заряд в полупроводнике на глубине экранирования. [c.257]

Ройтером с сотрудниками [277] был сопоставлен механизм окисления водорода и нафталина на пятиокиси ванадия. Кислород сорбируется на пятиокиси ванадия и захватывает электрон из решетки и-полупроводника с образованием О". Ввиду невозможности компенсировать потерю электрона на поверхности последняя заряжается положительно. При впуске Нг — донора электронов — компенсируется убыль электронов и образуются положительно заряженные ионы. Затем происходит взаимодействие Н" и О" на пятиокиси ванадия с образованием воды. [c.123]

В реальном случае изгиб зон в полупроводнике при отсутствии смещения может определяться не только кислородными вакансиями в окисле, но и положительными ионами примеси в нем. Поэтому экспериментально полученная С— -кривая смещена относительно теоретической в сторону отрицательных значений потенциала, т. е. для обеспечения условия плоских зон необходимо приложить дополнительное отрицательное смещение, компенсирующее положительный изгибающий зоны заряд в окисле (рис. 74). Величина этого смещения Д Wfliflat bands — плоские зоны) позволяет оценить суммарный положительный заряд на границе раздела Si — SiOa [c.127]

В дырочных полупроводниках (р-типа) возникновение термо-ЭДС аналогично описанному, но разница состоит в том, что на холодном конце скапливаются положительно заряженные дырки, а на горячем — соответствуюпгий отрицательный заряд. На рис. 10.4,6 в этом случае в стержне В знаки электрических зарядов изменяются на обратные и ЭДС термопары в соответствии с формулой (10.1) возрастает, так как абсолютные величины ал и ав будут не вычитаться, а складываться. Поэтому в термоэлементах всегда применяются пары, составленные из разных — дырочных и электронных полупроводников (р-и /7-типа). Вещества со смешанной проводимостью в термоэлементах не используются, так как в них на холодном конце стержней одновременно концентрируются и электроны, и дырки, заряды которых компенсируют один другой. В результате термо-ЭДС или не возникает сов- [c.285]

Т. е. поверхностный заряд, последний компенсируется возникновением в приповерхностном слое полупроводника объ.емного заряда, равного по величине и противоположного по знаку. В результате энергетические зоны у поверхности искривляются и положение уровня Ферми при образовании на поверхности отрицательного заряда становится равным [c.16]

Важность требования структурного соответствия зависит от типа переходного состояния. Например, соблюдение этого принципа очень существенно для мультиплетных комплексов, в которых индексные группы должны уложиться на нескольких атомах катализатора, чтобы без значительного нарушения валентных углов могла произойти перестройка указанного комплекса в продукты реакции. Меньшее значение имеет структурное соответствие в случае окислительно-восстановительных реакций, катализируемых металлами или полупроводниками. Здесь, согласно электронным 1 редставлениям, реакция протекает так, что взаимодействие между окисляющейся и восстанавливающейся молекулами может происходить и на расстоянии, через электронную систему катализатора. Например, при взаимодействии кислорода и водорода на платине переход электронов от водорода в кристаллическую решетку катализатора компенсируется соответствующим втягиванием электронов из решетки, молекулой кислорода. Этот процесс не требует каких-то специальных условий структурного соответствия. [c.162]

В р-полупроводниках отклонение от стехиометрического состава вызывается отсутствием определенного числа ионов металла в кристаллической решетке окалины (вакансии катионов — квадраты на рис. 1П-3, а). Для сохранения электронейтральности кристаллов окалины нехватка положительных зарядов компенсируется соответствующим числом катионов повышенной валентности (например, Си в случае полупроводника СйаО), называемых электронными дырками. Полупроводниками такого типа являются также окислы N 0, РеО, СоО, В120з, СГ2О3. [c.65]

Такие полупроводники, как германий, отличаются от металлов значительно меньшим числом носителей зарядов, в результате чего их поверхностный заряд компенсируется противоположным зарядом, который распространяется на глубину многих элементарных ячеек, а не одной, каку металла. Этот пространственно заряженный слой имеет толщину /, которая обратно пропорциональна квадратному корню из числа носителей зарядов N внутри вещества, если его считать однородным. Для германия, обладающего п-про-водимостью или р-проводимостью, при комнатной температуре I имеет величину порядка 10 см, если N составляет приблизительно 10 сж . Гарретт и Браттен [34] вывели соотношение между поверхностным потенциалом (в случае, если он большой) и избыточным числом носителей зарядов на поверхности. [c.671]

Изложенные выше теоретические положения применимы не только к металлам, но и к полупроводникам, несмотря на то что в последнем случае уровень Ферми находится в запрещенной зоне и ни один электрон не может находиться на Ер, как это видно из рис. 1, б. Однако при этом потенциал си.лы изображения уже не выражается величиной —е /4х, концентрация электронов или дырок в приповерхностных слоях или обеднение последних дырками и электронами заметно влияют на величину % На рис. 1, б представлена схема для полупроводника гг-типа, характеризующегося обеднением поверхности электронами. Интересно, что хотя положение Ер можно смещать в запрещенной зоне вниз или вверх путем внесения соответствующих донорных или акцепторных примесей, оказывается, что, например, в кремнии потенциа.т приповерхностного слоя почти полностью компенсирует изменения р, в довольно широкой области, и работа выхода практически остается постоянной [1]. Некоторые методы измерения, требующие, чтобы э.лектроны находились на уровне Ер, оказываются неприменимыми непосредственно к по.лупроводникам. [c.106]

В кристаллах ZnO и dO имеется избыток катионов, который образуется при повыщенных температурах вследствие выделения кислорода. При этом часть атомов цинка расщепляется на Zn + и кв зисвободные электроны (рис. 10.3). Ионы цинка и электроны находятся в междоузлиях решетки. Следовательно, в этом случае избыток катионов компенсируется электронами. Так как электроны при наложении внешнего поля являются носителями отрицательных зарядов, этот тип кристаллов называют полупроводниками п-типа [c.213]

Влияние поверхностного барьера на равновесную адсорбцию рассматривалось Эгреном и Дюга [21], а также Вейссом [22, 23]. По их мнению, роль поверхностного барьера особенно существенна в случае адсорбции электроотрицательных веществ на полупроводниках и-типа или электроположительных веществ на полупроводниках р-типа (барьер Шоттки). При адсорбции электроположительных веществ, на полупроводнике л-типа зоны будут изгибаться вниз, так как поверхность заряжается положительно. Это создает на поверхности потенциальную яму, а не барьер. В области ямы концентрация электронов будет высокой, заряд избыточных электронов будет равен положительному заряду адсорбированных ионов. Таким образом, полупроводник будет более металлическим по своим адсорбционным свойствам, если в установлении равновесия между зарядами участвуют подвижные заряды (электроны в полупроводнике п-типа), а не закрепленные ионы примеси. Примером служит адсорбция кислорода на СигО, когда отрицательные ионы кислорода компенсируются подвижными [c.293]

Первым важным следствием дойорно-акцепторнЫх взаимодействий является изменение заряда поверхности полупроводника. Это изменение заряда вызывается, по-видимому, двумя причинами. Во-первых, образованием связей амина с гидратированной поворх-ностью германия, что приводит к появлению внешнего двойного электрического поля, компенсирующего отрицательный заряд поверхности. Взаимодействие это может проходить с образованием слабой водородной связи [c.215]

Технология полупроводников базируется в основном на использовании этих эффектов. При введении (путем диффузии или сплавления) очень малых добавок донора или акцептора в высокочистые полупроводниковые материалы получают области с п- или р-проводимостью. Если донор и акцептор введены в эквивалентных количествах, происходит компенсация дополнительных носителей заряда. Если, например, фосфорсодержащий п-проводя-щий кремний обработать в атмосфере паров бора, то его и-проводимость сначала компенсируется, а затем перейдет в р-про-водимость. Таким образом, путем контролируемой диффузии бор- или фосфорсодержащих паров в поверхностные слои монокристаллического кремния можно получить чередующиеся зоны с п- или р-проводимостью. Этот эффект очень широко применяется в так называемой планарно-эпитаксиалыюй технологии (см. ниже) при производстве транзисторов и микроэлектронных переключающих схем. [c.65]

В стационарных условиях в освещаемом полупроводнике процесс создания светом избыточных, по сравнению с равновесными, носителей (фотогенерация) компенсируется обратным процессом их исчезновения (рекомбинация). В результате устанавливаются некоторые постоянные во времени значения концентраций электронов и дырок пир, причем их произведение пр уже не равно ИдРо = и -константе, определяемой свойствами полупроводника и температурой по уравнению (1.2). Величины п и р зависят от интенсивности света J, коэффициента поглощения а и скорости рекомбинации. Рекомбинапия задает некоторое время жизни неравновесных носителей в полупроводнике, т. Рекомбинация в принципе может протекать по нескольким каналам, из которых наиболее важный канал с участием локальных уровней в запрещенной зоне (рис. 5). При зтом полная знергия электронно-дырочной пары (а Е ) эффективно рассеивается. В результате рекомбинации знергия света, запасенная при образовании пары электрон дырка, превращается в тепло и не может быть использована. Центрами рекомбинации могут [c.20]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология