Ионизированный акцептор

Cтраница 3

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. [31]

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. [32]

В большинстве примесных полупроводников всегда имеется некоторое количество неосновной примеси - акцепторов в полупроводниках п-типа и доноров в полупроводниках р-типа. В этом случае электронам с донорных уровней оказывается энергетически выгодней перейти на уровни акцепторов. При этом образуются неподвижные положительные заряды ионизированных доноров и отрицательные заряды ионизированных акцепторов. Происходит частичная компенсация примеси. Характер проводимости такого полупроводника определяется тем, какая примесь является основной. [33]

Исследования природы активных собственных дефектов в халькогенидах германия были проведены только для теллурида германия. Было установлено, чтогон имеет только дырочную электропроводность, причем концентрация носителей заряда достигает 102 см-3. Преобладающим типом собственных активных дефектов в теллуриде германия являются вакансии германия, которые рассматривают как дважды ионизированные акцепторы. [34]

Так как дырки являются положительно, а электроны отрицательно заряженными частицами, то их диффузия через металлургическую границу приводит к перераспределению электрических зарядов в приконтактных слоях и к нарушению электрической нейтральности этих слоев. Приконтактный слой р-области теряет дырки ( они уходят в л-область) и принимает электроны из п-об-ласти, которые интенсивно рекомбинируют с дырками. В результате обоих процессов уменьшается концентрация дырок и, следовательно, остается нескомпенсированным отрицательный заряд ионизированных акцепторов. [35]

Схематическое изображение процесса релаксации емкости МДП-структуры при обратном напряжении смещения ( а и кривая релаксации емкости С с Течением времени t ( б. [36]

При приложении к МДП-структуре обратного напряжения смещения в начальный момент обедненный слой расширяется. Уменьшение концентрации носителей в обедненном слое при воздействии постоянного напряжения по сравнению с ее равновесным значением, соответствующим нулевому напряжению смещения, стимулирует генерацию электронно-дырочных пар. Если в структуре используется материал р-типа, то образующиеся дырки перемещаются под действием электрического поля к краю обедненного слоя и, компенсируя ионизированные акцепторы, уменьшают ширину Wj обедненного слоя и увеличивают емкость структуры. Релаксация емкости при наличии постоянного напряжения смещения обусловлена по существу перераспределением зарядов между некомпенсированными акцепторами, расположенными на границе обедненного слоя, и областью у поверхности диэлектрика, где образуется инверсионный слой, содержащий такое же количество зарядов, каким обладали акцепторы. Этот процесс вызывает увеличение емкости со скоростью, определяемой интенсивностью генерации носителей центрами, расположенными в запрещенной зоне. [37]

На рис. 3.24 6 показан режим малого положительного напряжения на металлическом слое. Уровень Ферми у поверхности полупроводника лежит вблизи середины его запрещенной зоны. Поэтому у поверхности электронов мало и инверсный слой не образуется. Однако в приповерхностной области возникает отрицательный объемный заряд, обусловленный ионизированными акцепторами. По аналогии с контактом Шоттки такое состояние соответствует режиму обеднения. Область, обогащенная дырками, образует слой накопления заряда. Слой накопления контактирует с нейтральной областью, и обедненный слой в этом режиме не возникает. [38]

Вблизи границы раздела Si - SiC2 уровень Ферми & F лежит выше середины запрещенной зоны полупроводника, поэтому концентрация электронов резко увеличивается в направлении электрического поля и вблизи границы раздела образуется область с высокой концентрацией свободных электронов. Эта область называется инверсным слоем. Толщина инверсного слоя очень мала - 5 - 10 нм. Рядом с этим слоем ( на рисунке - справа) возникает область с очень маленькой концентрацией электронов и дырок - обедненный слой. В этом слое находится объемный отрицательный заряд ионизированных акцепторов. [39]

Страницы: 1 2 3