Файловый архив студентов. Файловый архив студентов.
1305 вузов, 5173 предметов.
/ Регистрация
FAQ Обратная связь Вопросы и предложения
Добавил:
Адепт твердотельной электроники, последователь учений Михайлова Н.И. Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ"
Предмет:
Физико-химические основы технологии материалов электронной техники
Файл:

Презентации / ФХОТ Все Презентации

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
21.06.2024
Размер:
18.7 Mб
Скачать
☆

4.7 Внутреннее равновесие собственных и примесных дефектов

Механизмы формирования собственных дефектов.

Механизм Шоттки

 

Механизм Френкеля

 

 

 

В реальных кристаллах ввиду плотной упаковки кристаллической решетки преобладает механизм Шоттки

Механизм Шоттки

 

M

M

M

S

V

 

 

 

M

MS

 

0

V

 

 

 

 

 

M

 

реакции растворения вакуума

 

 

KШ(Т ) = [VM]

VM

В полупроводниковом соединении

 

МХ с ионными связями вакансии по

MM

механизму Шоттки возникают

одновременно в двух подрешетках

 

(катионной и анионной).

 

 

0

VM VX

 

KШ(T ) = [VМ][VХ]

Механизм Френкеля

 

 

 

0

V

M

I

 

 

 

 

 

M

 

 

VM

 

 

 

 

 

 

 

 

KФМ(Т ) = [MI][VМ]

MM

 

В бинарном п/п соединении МХ

MI

дефекты по Френкелю

 

 

 

возникают в двух подрешетках

0

V

X

 

 

0

V

M

 

 

X

 

I

 

 

M

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

KФX(Т ) = [XI][VХ]

KФX(Т )1/2 = [VM] = [VХ]

Рассмотрим бинарный полупроводник МХ, из собственных дефектов которого будем учитывать только вакансии в подрешетках М и Х, возникающие по механизму Шоттки.

0 VM VX

 

K

Ш

(T ) = [V ][V ]

 

 

 

М Х

 

 

 

 

 

реакция ионизации вакансий в подрешетке М

 

 

 

 

 

 

 

[V

] p

 

V

 

e

 

 

 

V

 

 

 

K VM (T )

M

 

 

 

 

 

 

 

 

M

M

 

 

 

 

[VM ]

 

 

 

 

 

 

 

реакция ионизации вакансий в подрешетке X

VV e

ХX

 

 

[V

] n

KV

(T )

X

 

 

 

 

 

X

 

[V

 

]

 

 

 

 

 

X

 

N

 

[V

] [V

] [V

 

 

KV

 

(T )

 

] 1

M

 

 

 

M

M

M

M

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

NV

 

 

 

KV

(T )

[VX ] [V ] [VX ] 1

X

 

 

 

 

 

 

 

 

X

X

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

Т = const

 

п/п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

p

 

МХ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NV

M

 

 

NV

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

2

p

 

i

 

 

n

Увеличение концентрации донорных примесей приводит к уменьшению концентрации донорных вакансий и увеличению концентрации акцепторных вакансий.

Общее правило взаимного влияния заряженных собственных и примесных дефектов в кристаллах:

- концентрация ионизованной примеси или собственного дефекта возрастает, когда присутствуют ионизованные дефекты противоположного знака, при этом повышается концентрация этих дефектов;

- если дефекты имеют заряды одного знака, то их равновесные концентрации взаимно снижаются.

В реальной ситуации существенными могут оказаться также дефекты по Френкелю, антиструктурные дефекты, бивакансии и комплексы с

участием собственных и примесных атомов.

реакция ионизации донорных атомов D

реакция ионизации акцепторных атомов А

реакция межзонного возбуждения

 

D

D

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

e

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

e

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

условие электронейтральности

 

n A

 

 

V

 

 

p D

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

условие сохранения общего числа доноров, введенных в кристалл

D D N

D

условие сохранения общего числа акцепторов, введенных в кристалл

A A N

A

условие сохранения стехиометрии полупроводникового кристалла

 

 

VM VM

VX VX

Помощь Обратная связь Вопросы и предложения Пользовательское соглашение Политика конфиденциальности