Добавил:
Адепт твердотельной электроники, последователь учений Михайлова Н.И. Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Презентации / ФХОТ Все Презентации

.pdf
Скачиваний:
76
Добавлен:
21.06.2024
Размер:
18.7 Mб
Скачать

 

частица

 

питающей

 

фазы

 

в

 

3

б

а

 

 

2

Процесс роста пленки при послойном механизме состоит из следующих стадий:

1.адсорбция частиц первичной фазы на поверхности подложки в виде адатомов;

2.поверхностная диффузия адатомов к ступени с закреплением в ее углу;

3. миграция атомов вдоль ступени с окончательным закреплением в изломе.

Спиральный механизм

Механизм реализуется на подложках, имеющих на своей поверхности выходы винтовых дислокаций

Выход винтовой дислокации создает на поверхности подложки ступень с изломом, неисчезающую в процессе ее спирального застраивания. Наличие неисчезающей ступени делает ненужным образование зародышей и рост слоя происходит при любых даже очень малых пересыщениях

 

 

частица

 

 

питающей

 

ось винтовой

фазы

 

 

 

дислокации

 

 

в

 

 

3

 

б

 

а

 

 

 

2

 

4.5 Квазихимический метод описания дефектов.

N

деф.

N

соб.ат.

 

 

 

 

 

 

NSi = 5 1022 см 3

Nприм = 1012 1013 см 3 для предельно очищенных материалов Nприм = 1019 1020 см 3 для сильно легированных полупроводников.

Реальные кристаллы полупроводников можно рассматривать как твердые растворы, близкие по свойствам к предельно разбавленным или идеальным растворам.

Квазихимический метод - описание дефектообразования в кристаллах, на основе положений химической термодинамики.

Квазихимический метод (система обозначений)

M — элементарный полупроводник (например Ge, Si);

MX — бинарный полупроводник типа AIIBVI и AIIIBV (ZnS, GaAs);

MI и XI — междоузельные атомы M и Х (например, GaI и AsI);

[MI] и [XI] — концентрация междоузельных атомов M и Х ( [GaI] и [AsI]);

M+I и XI — ионизованные междоузельные атомы M и Х;

[M+I ] и [XI ] — концентрация ионизованных междоузельных атомов M и Х;

VM и VX — вакансии в подрешетках M и Х (например, VGa и VAs); [VM] и [VX] — концентрация вакансий в подрешетках M и Х;

VM и V+X — заряженные вакансии в подрешетках M и Х (VGa и V+As);

[VM ] и [V+X] — концентрация заряженных вакансий в подрешетках M и Х;

D и A — донорный и акцепторный атомы (например, P и B в Si); [D] и [A] — концентрация донорных и акцепторных атомов;

D+ и A— донорный и акцепторный ионы (например, P+ и Bв Si); [D+] и [A] — концентрация донорных и акцепторных ионов;

[e] ≡ n — концентрация электронов; [e+] ≡ p — концентрация дырок.

Процессы ионизации донорного атома D с образованием неподвижного иона D+ и подвижного электрона е

D

D

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

константа равновесия процессов ионизации донора

 

 

 

D

n

 

 

 

 

 

 

K

 

( T )

 

D

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Процессы ионизации акцепторного атома А с образованием неподвижного иона А и подвижной дырки е+

A

 

e

 

A

 

 

 

 

 

константа равновесия процесса ионизации акцептора

[A ] p KA (T ) [A]

Процесс ионизации вакансий

V

V

 

e

 

 

 

M

M

 

 

V

 

V

 

e

 

X

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

константы равновесия процессов ионизации вакансий

 

 

[V

 

] p

 

 

 

K V

(T )

M

 

 

 

 

 

 

M

 

[V

 

]

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

[V

 

] n

 

 

 

K V

(T )

X

 

 

 

 

 

 

X

 

[V

 

]

 

 

 

 

 

 

X

 

Процесс ионизации собственного атома кристалла находящегося

M

 

M

 

e

 

I

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в междоузлье

X

 

X

 

e

 

I

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

константа равновесия процессов ионизации атома кристалла находящегося в междоузлье

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

KM

 

( T )

M I

 

K X

 

( T )

X I

p

 

I

 

M I

 

I

 

X I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.5 Электронно-дырочное равновесие в полупроводниках

Собственный полупроводник

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

E

 

 

 

 

с

 

E

 

Межзонное возбуждение

 

 

g

 

 

 

 

 

E

 

 

 

 

v

 

 

 

 

+

 

 

 

 

e

0 e

 

e

 

Ki(Т ) = ni pi

 

 

Условие электронейтральности

n NA p ND

 

ni = pi

Ki ( T ) ni2 ( T ) pi2 ( T )

определим собственную концентрацию носителей заряда

Vкрист.= const → тепловая генерация носителей заряда в п/п происходит в изохорно-изотермических условиях (объём кристалла постоянен)

F

0

RT ln K

c

(T )

 

T

 

 

F

0

RT ln K

(T )

 

T

i

 

 

 

 

 

 

F

0

U

0

T S

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

T

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

0

 

 

 

 

 

U

 

0

 

 

 

 

 

 

S

0

 

K

(T ) exp

T

K

 

exp

 

 

T

 

 

 

 

K

 

exp

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

i0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i0

R

 

RT

 

 

 

 

RT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UT0 Eg NA

K

( T ) K

 

exp

 

 

E

g

 

n

2

 

 

 

 

i0

 

 

 

i

 

 

 

kT

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Собственная концентрация носителей заряда является параметром конкретного полупроводника, зависящим только от температуры.

ni = 2,4 1013 см 3 (Ge), ni = 1,5 1010 см 3 (Si) и ni = 1,8 106 см 3 (GaAs)