Ионизированный акцептор

Cтраница 2

Равновесное состояние р-л-перехода. [16]

В приконтактном слое р-области практически не остается дырок и в нем формируется неподвижный объемный отрицательный заряд ионизированных акцепторов. [17]

В результате этого вблизи границы ЭДП остается связанный положительный объемный заряд ионизированных доноров, а в р-обпа-сти - отрицательный объемный заряд ионизированных акцепторов. Эти объемные заряды образуют двойной электрический слой ( запирающий), электрическое поле которого препятствует дальнейшей диффузии электронов и дырок. Вольт-амперная жения на границах р - и и-областей, называемое характеристика ЭДП потенциальным барьером или контактной разностью потенциалов, принимает стационарное значение. При этом полный ток через р-и-переход равен нулю. Ширина области двойного электрического слоя ( ширина / 7-л-перехода) зависит от метода изготовления ЭДП и концентрации основных носителей в п - ир-областях и тем больше, чем меньше эти концентрации. Если к ЭДП приложить электрическое напряжение U, то равновесие нарушается. [18]

Действительно, слева от инверсной точки заряд образовавшихся электронов частично компенсирует заряд инонизированных доноров, а справа от инверсной точки заряд дырок частично компенсирует заряд ионизированных акцепторов. В результате плотность суммарного пространственного заряда в запирающем слое уменьшается, что приводит к его расширению. [19]

Если к металлическому электроду приложен отрицательный относительно полупроводника потенциал, то у поверхности полупроводника образуется слой, концентрация основных носителей - дырок в котором больше разности концентраций ионизированных акцепторов и доноров. Этот слой называют обогащенным. Степень этого искривления зон зависит от потенциала металлического электрода и свойства среды, заполняющей промежуток между электродом н полупроводником. [20]

Проанализируем два случая: 1) когда концентрация ионизированных акцепторов в кристалле настолько мала, что не влияет на основное условие электронейтральности п - р; 2) когда эта концентрация настолько высока, что условие электронейтральности записывается как [ А. [21]

Таким образом, в приграничной зоне создается собственное электрическое поле, препятствующее переходу электронов из n - области в р-область и дырок в обратном направлении. Это поле создается нескомпенсированяым объемным зарядом ионизированных доноров в - области и ионизированных акцепторов в р-области. Концентрация основных носителей в области действия этого поля быстро убывает, так как они выталкиваются полем в нейтральные области полупроводников. [22]

Спектр примесного.| Электронные переходы в оптическом поглощении. акцепторный уровень - зона проводимости ( а и теоретически рассчитанный спектр поглощения ( б. [23]

На рис. 114 показан пример такого поглощения примесь-дальняя зона в антимониде индия. Схема, приведенная на рис. 115 поясняет механизм оптического поглощения, связанного с переходами электронов с ионизированных акцепторов в зону проводимости. & Еа величины одного порядка, то и энергии поглощаемых фотонов, обеспечивающих в этой модели собственные и примесные переходы, близки друг другу. Поэтому на краю собственного поглощения появляется ступенька, связанная с примесным поглощением мелкая примесь - дальняя зона. [24]

Спектр примесного поглощения InSb при 10 К.| Электронные переходы в оптическом поглощении. а. - акцепторный уровень - зона проводимости. б - теоретически рассчитанный спектр поглощения. [25]

На рис. 124 показан пример такого поглощения примесь - дальняя зона в антимониде индия. Схема, приведенная на рис. 125, поясняет механизм оптического поглощения, связанного с переходами электронов с ионизированных акцепторов в зону проводимости. Поэтому на краю собственного поглощения появляется ступенька, связанная с примесным поглощением мелкая примесь - дальная зона. [26]

Однако, перемещаясь в другую область, подвижные носители составляют нескомпенсированный заряд ионизированных атомов примеси, связанных с кристаллической решеткой. При этом, когда электроны перемещаются из n - области, там остается положительный заряд ионизированных доноров, а когда перемещаются из р-области дырки, там остается отрицательный заряд ионизированных акцепторов. Распределение плотности указанных зарядов р показано на рис. 2.1, г. Таким образом, на границе областей образуются два слоя противоположных по знаку зарядов. Область образовавшихся пространственных зарядов представляет собой р-и-переход. Его толщина обычно не превышает десятых долей микрона. Между п - и р-областью устанавливается разность потенциалов UKH, которая называется контактной. [27]

Рассмотрим физические процессы, протекающие на контакте двух полупроводниковых материалов, обладающих разным типом электропроводности. До вхождения в контакт оба полупроводниковых материала электрически нейтральны: в полупроводнике п-типа заряд основных носителей-электронов - компенсируется зарядом ионизированных доноров, а в полупроводнике р-типа заряд дырок - зарядом ионизированных акцепторов. В случае контакта полупроводников, на границе оказывается большой перепад концентраций электронов и дырок, что вызывает возникновение диффузионных потоков основных носителей заряда: электронов из полупроводника л-типа в полупроводник р-типа и дырок во встречном направлении. Диффундирующие носители заряда создают диффузионные токи. Диффузия носителей заряда приводит к нарушению электрической нейтральности полупроводников. В приконтактной области электронного полупроводника остается нескомпенсированный положительный заряд доноров, а в дырочном полупроводнике - некомпенсированный отрицательный заряд акцепторов. Между этими объемными зарядами возникает электрическое поле, которое препятствует диффузии основных носителей заряда-возникает потенциальный барьер. Для перехода границы полупроводников основные носители заряда должны обладать энергией, достаточной для преодоления сил электрического поля. По мере роста нескомпенсированных зарядов доноров и акцепторов потенциальный барьер увеличивается и основным носителям становится все труднее его преодолевать, поэтому диффузионные потоки электронов и дырок уменьшаются. [28]

Рассмотрим более подробно слабо легированную пластину кремния р-типа и исследуем область канала, над которой имеется слой двуокиси кремния. Если предположить, что в слое двуокиси кремния имеются захваченные заряды положительных ионов, то у поверхности кремния будет образовываться заряженный слой, состоящий из подвижных электронов в инверсном слое, ионизированных акцепторов в обедненном слое и области постепенного перехода от поверхности к объему кремния р-типа. Следовательно, распределение зарядов будет таким, как показано на рис. 3.4. Однако в этих условиях электрическое поле отсутствует. [29]

Когда в полупроводнике присутствуют совместно доноры и акцепторы, то происходит явление частичной, а иногда и полной компенсации. Таким образом, частично ( или полностью) оказываются ионизированными даже при самых низких температурах и донорные, и акцепторные атомы. Под действием фотонов подходящей энергии электроны могут переходить с ионизированных акцепторов на ионизированные доноры, переводя те и другие в нейтральное состояние. Энергия, необходимая для перевода электрона с заполненного акцепторного состояния на незаполненное донорное состояние, зависит не только от энергии ионизации доноров и акцепторов, рассматриваемых отдельно в решетке кристалла, но и от взаимного их расположения. Дело в том, что расположенные поблизости один от другого ионизированный донор и ионизированный акцептор представляют собой пару разноименно заряженных ионов: положительно заряженный донор и отрицательно заряженный акцептор. В такой паре неизбежно возникает кулоновское взаимодействие, изменяющее энергетические уровни, характеризующие состояние электронов. [30]

Страницы: 1 2 3