Лекция 5. Примеси в полупроводниках. Появление состояний в запрещённой зоне при введении примесей. Доноры и акцепторы. Мелкие или водородоподобные примеси. Легированные полупроводники n и p типов, примесная зона. Электронейтральность, нахождение уровня Ферми при заданной концентрации доноров и акцепторов. Зависимость концентрации свободных носителей заряда от температуры в легированных полупроводниках. Истощение примеси.
Водородоподобые центры
Мелкая примесь Энергия ионизации донора. Кулоновский потенциал. Приближение эффективной массы. Водородоподобные уровни. Здесь - диэлектрическая проницаемость. Положение уровня Ферми от температуры Истощение примеси
Энергии ионизации некоторых примесей в наиболее распространённых полупроводниках PAsSb Si Ge BAlGaIn Si Ge Энергии ионизации акцепторов в германии и кремнии (эВ) Энергии ионизации доноров в германии и кремнии (эВ)
Образование примесной зоны Перекрытие волновых функций водородоподобных центров. Простые оценки. N>1/a 3 Изменение энергии ионизации акцепторной примеси бора с ростом его концентрации в кремнии.
Статистика электронов и дырок реальных полупроводников. Термосопротивления. Неравновесная статистика. Компенсация, глубокие центры. Экспериментальные методы примесного контроля. Термосопротивления, болметры. Отклонение от равновесного распределения. Время жизни неравновесных носителей заряда. Понятие квази-уровня Ферми.
Компенсация Глубокие центры – ловушки для свободных электронов и дырок. 1)Изготовление полупроводников с собственным типом проводимости. 2)Изменение времени жизни носителей заряда. Неравновесные, квазиравновесные условия. Понятие квазиуровня ферми. Термосопротивления, болометры.