Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Смит Р. -> "Полупроводники " -> 36

Полупроводники - Смит Р.

Смит Р. Полупроводники — М.: Мир, 1982. — 560 c.
Скачать (прямая ссылка): poluprovodniki1982.pdf
Предыдущая << 1 .. 30 31 32 33 34 35 < 36 > 37 38 39 40 41 42 .. 219 >> Следующая

Чужеродные атомы с валентностью, отличающейся от валентности основных
атомов, также порождают донорные или акцепторные уровни в энергетическом
спектре полярных полупроводников. Предполагается, например, что атомы Bi
образуют в PbS примесь замещения в виде ионов Bi3+. При комнатных
температурах каждый замещенцый ион РЬ2+ освобождает один электрон,
который легко отщепляется от иона Bi2+. При этом возникает примесный
центр (Bi3+) с эффективным зарядом +е относительно случая идеального
кристалла. Аналогично, Ag замещает РЬ в PbS в виде иона Ag+, порождая
одну свободную дырку на каждый замещенный ион РЬ2+ и один примесный центр
(Ag+) с эффетивным зарядом в кристалле -е. Возможно также замещение
аниона чужеродным атомом.
3. Примеси и несовершенства в кристаллах
Например, предполагается, что С1 замещает S в кристалле PbS в виде нона
С1~, так что каждый замещенный хлором ион S2- освобождает по одному
электрону и представляет собой примесный центр (CI-) с эффективным
зарядом +е (см. [16], стр. 68). Действие примесей замещения в полярных
полупроводниках подробнее обсуждено в разд. 13.6.
3.4.4. ПРИМЕСИ В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СОЕДИНЕНИЯХ ТИПА A,I,BV
Аналогичные соображения применимы и к рассмотрению таких соединений, как
полупроводники типа AluBv, связь в которых в основном оказывается
гомеополярной, хотя ионный тип связи также играет в них некоторую роль
(см. разд. 13.6). Замена пятивалентного атома атомом более высокой
валентности, например замещение атома Sb в InSb атомом Те, приводит к
появлению донорного уровня вблизи дна зоны проводимости, поскольку ион
Sb+, вероятно, замещается ионом Те2+ (Те имеет шесть валентных
электронов). При этом освобождается один электрон. С другой стороны, Zn в
InSb порождает положительные дырки. В этом случае ион In- замещается
ионом Zn*- (Zn имеет два валентных электрона) и возникает при этом одна
положительная дырка. При введении в соединения типа An,Bv примеси
четырехвалентных атомов заранее не очевидно, какой из основных ионов
кристалла будет замещаться примесью. По-ви-димому, Ge в InSb порождает
неглубокий акцепторный уровень, так что Ge предположительно замещает ион
Sb+ и создает один электрон. Во многих соединениях типа AinBv энергия
образования вакансий в узлах решетки, по-видимому, настолько велика, что
имеется сильная тенденция к образованию соединений стехиометрического
состава. Так обстоит дело, в частности, в InSb (см. разд. 13.5), п это
обстоятельство оказалось весьма благоприятным, ибо оно значительно
облегчает приготовление чистых кристаллов InSb стехиометрического
состава.
3.4.5. ДРУГИЕ ТИПЫ НЕСОВЕРШЕНСТВ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ
Существует много других типов несовершенств кристаллической решетки
твердых тел. Мы упомянули только несколько наиболее часто встречающихся
типов, которые играют определяющую роль в формировании свойств
полупроводников. Все рассмотренные выше виды несовершенств решетки могут
быть введены в кристалл химическими методами. Например, вакансии можно
создать, вводя в полярные кристаллы атомы другой валентности (см. разд.
3.4.3). Большие концентрации вакансий и междоузельных атомов можно
92
3. Примеси и несовершенства в кристаллах
получить, облучая образцы тяжелыми частицами или электронами, либо у-
лучами, посредством рождаемых ими электронов с высокой энергией. Если при
этом возникают нежелательно большие концентрации дефектов, то говорят,
что имеют место "радиационные повреждения". Они могут привести к выходу
из строя полупроводникового прибора.
В небольших дозах, однако, ионизирующее излучение оказалось наиболее
удобным средство^ для изучения несовершенств кристаллической решетки. С
его помощью можно создавать не только одиночные вакансии, но и двойные
вакансии и даже макроскопические полости, состоящие из большого числа
вакансий. В этих условиях вакансии стремятся сгруппироваться с
образованием дислокаций, так что кристалл оказывается подвергнутым
значительным локальным механическим напряжениям (см. разд. 3.1.3),
которые могут возникнуть и в результате введения в кристалл больших
концентраций примесей, скажем > 1019 см-3.
Облучение тяжелыми частицами может быть использовано для введения в
кристалл химических примесей в виде ионов. Ионы ускоряются до высоких
энергий, так что они проникают на некоторое расстояние вглубь кристалла.
В этих условиях кристалл получает сильные радиационные повреждения,
однако большая их часть может быть устранена путем тщательного отжига,
при котором необходимые примеси остаются в узлах решетки или в
междоузлиях. Обычно глубина проникновения имеет малую величину,
достаточную, однако, для создания полупроводникового прибора. Такая
методика 11 широко применяется для "легирования" полупроводников. (Этот
вопрос подробно рассмотрен в нескольких статьях и книгах [19-24].)
Позже мы обсудим, как различные типы несовершенств решетки влияют на
оптические и электрические свойства полупроводников. Мы также покажем,
Предыдущая << 1 .. 30 31 32 33 34 35 < 36 > 37 38 39 40 41 42 .. 219 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed