МИНОБРНАУКИ РОССИИ Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) Кафедра микро- и наноэлектроники

КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине «Физика полупроводников» Тема: Статистика электронов в полупроводниках Вариант №10

Студенты гр. 2281 ____________________ ____________________ Зимин И.П. Преподаватель __________________________ Кучерова О.В.

Санкт-Петербург 2025

ЗАДАНИЕ

на курсовую работу

АННОТАЦИЯ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 6

1.1. Свойства исследуемого полупроводника 6

1.2. Получение фосфида индия 7

1.3. Область применения фосфида индия 7

1.4. Выбор легирующих донорной и акцепторной примесей 7

Заключение 9

Список использованных источников 10

ВВЕДЕНИЕ

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. Свойства исследуемого полупроводника

Фосфид индия (InP) — это бинарный полупроводник, относящийся к группе соединений. Он обладает уникальными электронными и оптическими свойствами, что делает его одним из ключевых материалов в современной электронике, фотонике и оптоэлектронике. Благодаря высокой подвижности электронов и прямой запрещенной зоне InP широко используется в высокочастотных устройствах, лазерах, светодиодах и солнечных элементах. Имеет ширину запрещённой зоны около 1,344 эВ. Зонная структура фосфида индия изображена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Зонная структура арсенида индия при Т = 300 К

В таблице 1 представлены основные параметры исследуемого материала.

Таблица 1 – Основные параметры InP

Постоянная решётки
Eg при Т = 300 К
Eg при Т = 0 К
Эффективная масса электронов
Эффективная масса тяжелых дырок
Эффективная масса легких дырок
Подвижность электронов
Подвижность дырок
Собственная концентрация носителей
Собственное удельное сопротивление
Эффективная плотность состояний зоны проводимости
Эффективная плотность состояний валентной зоны

1.2. Получение фосфида индия

Основные методы получения: метод Чохральского, метод жидкостной герметизации расплава (ЖГР), зонная плавка, жидкофазная эпитаксия (LPE), газофазная эпитаксия (MOCVD).

1.3. Область применения фосфида индия

Применяется для изготовления сверхвысокочастотных транзисторов, работающих на частотах до сотен ГГц. Является одним из основных материалов для лазеров и светодиодов, работающих в ближнем инфракрасном диапазоне, включая лазеры для волоконно-оптической связи. Также благодаря прямому характеру межзонных переходов применяется при создании солнечных элементов.

1.4. Выбор легирующих донорной и акцепторной примесей

Для получения кристаллов, применяемых в создании оптоэлектронных приборов, фосфид индия обычно легируют донорными примесями олова и серы и акцепторной примесью цинка, что обеспечивает электронную и дырочную проводимости и высокую концентрацию основных носителей заряда.

В данном случае в качестве легирующей донорной примеси выберем серу, а в качестве акцепторной примеси цинк. Выбранные примеси имеют размеры атомов, близкие к размерам атомов In и P, что позволяет им встраиваться в кристаллическую решетку без значительных искажений. В таблице 2 приведены основные параметры легирующих примесей.

Таблица 2 – Основные параметры легирующих примесей

Концентрации легирующих примесей, см-3		Энергии ионизации легирующих примесей, эВ
			0,0057	0,035

Заключение

Список использованных источников

1. Physical properties of Indium Phosphide (InP) // New Semiconductor Materials. Biology systems. Characteristics and Properties. – URL: https://matprop.ru/InP (дата обращения: 23.02.2025). – Текст: электронный.

2. Перспективы применения полупроводникового материала на основе фосфида индия в отраслях приборостроения // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. Камалов И.Р. [и др.]. 2017. № 1 (34). – URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/4186 (дата обращения: 23.02.2025).

3. Талызин В.П. Фосфид индия – получение и свойства / Талызин В.П., Нашельский А.Я. – Текст: электронный // Успехи химии. – 1986. – Вып. 7. – С. 1083-1095. – URL: https://www.uspkhim.ru/RCR3210pdf (дата обращения: 23.02.2025).