Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Смит Р. -> "Полупроводники " -> 25

Полупроводники - Смит Р.

Смит Р. Полупроводники — М.: Мир, 1982. — 560 c.
Скачать (прямая ссылка): poluprovodniki1982.pdf
Предыдущая << 1 .. 19 20 21 22 23 24 < 25 > 26 27 28 29 30 31 .. 219 >> Следующая

так что при воздействии на кристалл электрического и магнитного полей,
так же как светового потока или температурных градиентов, они могут
передвигаться на значительные расстояния. Однако такое движение не
является необходимым для всех применений полупроводников: аморфные и
поликристаллические материалы также нашли себе важные применения, к тому
же они значительно Дешевле. Мы убедимся далее, что хотя некоторые из
описанных выше понятий останутся в силе для таких материалов, тем не
менее для объяснения явлений электронного переноса в них придется ввести
некоторые новые представления, например прыжковый характер движения
электрона в кристалле.
2. Уровни энергии в кристаллических твердых телах
63
ЛИТЕРАТУРА
1. Wilson А. The Theory of Metals, Cambridge University Press, 1953.
2. Molt N. F., Jones H., The Theory of the Properties of Metals and
Alloys, Oxford University Press, 1936.
3. Scils F., Modern Theory of Solids, McGraw-Hill, 1940.
4. Smith R. A., The Wave Mechanics of Crystalline Solids, 2nd Ed.,
Chapman and Hall, 1969.
5. Bloch F" Zs. Phys., 52, 555 (1928).
6. Herman F., Proc. IRE, 40. 1703 (1955).
7. Дорфман Я. Г., ДАН СССР, 81. 765 (1951).
8. Dingle R. В., Proc. Roy. Soc., A2I2, 38 (1952).
9. Shockley W., Phys. Rev., 90, 491 (1953).
10. DressethausG., Kip A. F., Kittel C., Phys. Rev., 92, 827 (1953),
3
ПРИМЕСИ И НЕСОВЕРШЕНСТВА В КРИСТАЛЛАХ
3.1. Типы несовершенств решетки
В предыдущей главе мы исходили из того, что атомы в кристаллах занимают
положения, соответствующие идеальной периодической решетке. Однако в
реальных кристаллах это условие, вообще говоря, не выполняется. Мы
отложим на некоторое время обсуждение тепловых колебаний атомов в
кристаллической решетке около сво их равновесных положений, вызывающих,,
вполне очевидно, нарушения идеальной периодичности в кристалле, и
рассмотрим сначала другие типы нарушений - дефекты в кристалле.
3.1.1. ПРИМЕСИ
Наиболее очевидный тип дефектов в кристаллах обусловлен присутствием
чужеродных атомов - примесей. Несмотря на крупные успехи, достигнутые в
области технологии очистки материалов, главным образом полупроводников,
полностью очистить какое бы то ни было вещество от всех содержащихся в
нем примесей невозможно. Даже предельно очищенные кристаллы содержат еще
до-
Л Л А Л Л
Примесь
/ " замещения
А В А А А
А Л А А А
" _ Примесь
а ^ Внедрения
А А А А А
Рис. 3.1. Примеси в оДноатомном кристалле.
3. Примеси и несовершенства в кристаллах
65
статочно много чужеродных атомов; так, содержание примесей в отношении 1
: 109 означает наличие около 10й примесных атомов в 1 см3 кристалла, так
как в большинстве кристаллов содержится от 10 22 до 10 23 атомов на 1 см
3. Основную часть атомов, из которых состоит кристалл, будем называть
"основными атомами кристалла". Чужеродные атомы обычно называют
примесями, и, как мы увидим ниже, они играют первостепенную роль,
поскольку многие свойства полупроводников обусловлены именно наличием в
них примесей. Существует два рода примесей: примесь замещения, когда
атомы примеси заменяют основные атомы кристалла в узлах кристаллической
решетки, и примесь внедрения, когда примесные атомы занимают положения
между узлами. Оба рода примесей проиллюстрированы на рис. 3.1,
изображающем кристалл, построенный из одинаковых атомов типа А и
содержащий небольшое количество примесных атомов типа В.
3.1.2. МЕЖДОУЗЕЛЬНЫЕ АТОМЫ И ВАКАНСИИ
Если один из основных атомов кристалла перемещается из узла
фисталлической решетки в промежуток между узлами, то получается новый тип
дефекта (рис. 3.2), который носит название "меж-доузельного атома" (чтобы
отличить его от случая примеси внедрения). При этом один из узлов решетки
может остаться незаполненным, что представляет собой также определенный
тип несовершенства решетки, называемый "вакансией" (рис. 3.2).
Естественно, могут возникнуть и более сложные конфигурации дефектов,
например, две или более вакансии могут разместиться в соседних узлах
кристаллической решетки.
Атомы, покинувшие свои места в глубине кристалла, могут переместиться по
направлению к его поверхности и занять положения, соответствующие узлам
решетки на поверхности. Это приведет к увеличению объема кристалла. В
этом случае в кристалле
А А А А Л
у-------------------Вакансия
А А
А
Мсждоуэетный
атом
А А А А А Рис. 3.2. Междоузельные атомы и вакансии в одноатомном
кристалле.
66
3. Примеси и несовершенства в кристаллах
остаются вакантные узлы без соответствующего числа междоузель-ных атомов.
Такие несовершенства известны как дефекты по Шотт-ки. С другой стороны,
вакансии могут образовывать пары с междо-узельными атомами. Такие
несовершенства носят название дефектов по Френкелю. Из сказанного
следует, что число вакансий в кристалле не обязательно совпадает с числом
атомов в междоузлиях. Все перечисленные выше типы дефектов могут
отличаться по величине и знаку электрического заряда, т. е. при известных
условиях они могут захватить один или большее число электронов или
Предыдущая << 1 .. 19 20 21 22 23 24 < 25 > 26 27 28 29 30 31 .. 219 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed