6. “Яримўтказгичлар физикаси” фанидан маъруза матнлари

ЯРИМЫТКАЗГИЧНИНГ ЫТКАЗУВЧАНЛИК ТУРИНИ ТЕРМОЗОНД ЁРДАМИДА АНИ+ЛАШ


Ишнинг ма=сади: яримытказгичнинг ытказувчанлик турини термозонд ёрдамида ани=лаш усули билан танишиш, эпитаксиал =атламли яримытказгич пластинасининг ытказувчанлик турини ани=лаш
Щозирги ва=тда яримытказгич асбоблар ва микросхемалар ишлаб чи=аришда икки =атламли эпитаксиал структуралар кенг =ылланилмо=да. +атламлардан щар бирининг ытказувчанлик турини структуранинг вольт-ампер ёки вольт-фарада характеристикалари быйича ани=лаш усули доимо =улайликка эга былмаган омик контактларни щосил =илишни талаб этади. Ихтиёрий шаклдаги яримыт-казгичнинг ытказувчанлик турини омик контактсиз ани=лаш термозонд усули ёрдамида амалга оширилади. Бу усулни кыриб чи=амиз.
Айтайлик, мос щолда N_д ва N_а концентрацияли донор ва акцептор киришмаларга эга бир жинсли яримытказгич берилган былсин. Щар =андай температурада термик ионлашиш натижасида яримытказгичда бир =анча эркин электронлар ва коваклар сони щосил былади. Улар (коваклар ва электронлар) моддадаги киришмавий ва асосий атом-ларнинг ионлашиши щисобига юзага келади, бош=ача айтганда, яримытказгичда эркин щаракатчан заряд ташувчилар ва =ыз\алмас ионлар мавжуд былади.
Термодинамик мувозанат щолатида яримытказгичда ва унинг ихтиёрий кичик щажмида барча зарядли зарраларнинг йи\инди заряди нолга тенг былади. Бу эса электрнейтраллик шартидир. Ихтиёрий яримытказгичнинг бирлик щажми учун электрнейтраллик тенгламасини ёзамиз. Бунинг учун барча мусбат ва манфий зарядларни щисоблаб чи=иш зарур. Манфий заряд эркин электрон ва ионлашган акцептор киришмалар N_a щисобига юзага келади ва (n+N_a)e га тенг былади. Мусбат заряд эса эркин коваклар ва ионлашган донор киришмалар щисобига щосил былиб, (p+N_д)q га тенг. Электрнейтраллик тенгламасини =уйидагича ёзиш мумкин:

(p+N_д )q +(n+N_a)e = 0 (1)

Агар e =-q эканини щисобга олсак:

(p+N_д ) - (n+N_a) = 0 (2)

Агар яримытказгич бир тур, масалан донор киришмага эга былса, у щолда электрнейтраллик шарти =уйидаги кыринишни олади:

n = p + N_д (3)
(3) тенгламадан кыринишича яримытказгичдаги эркин электронлар электронларнинг валент сощадан ытказувчанлик сощасига ытишлари щисобига юзага келади ва бу щол киришмавий сатщлардан ытказувчанлик сощасига ытишлар щисобига эркин ковакларнинг пайдо былишига олиб келади. Натижада донор киришмалар ионлари щосил былади. Бунда эркин электронларнинг йи\инди манфий заряди эркин коваклар ва =ыз\алмас донор киришмавий ионлар щосил =илган йи\инди мусбат зарядга тенг былади.
Айтайлик, яримытказгичнинг =андайдир =исми локал =изишга эга былсин. Ушбу щолда, яримытказгич щажмида температура градиенти щосил былади. Демак, яримытказ-гичнинг =изиган сощасидаги электронлар концентрацияси ва кинетик энергияси бош=а сову=ро= сощалардагига нисбатан ю=ори былиб =олади. Бу щол, бир жинсли яримытказгичдаги температура градиенти заряд ташувчиларнинг ыртача кинетик энергияси градиентига ва уларнинг концентрацияси гради-ентига мос келишини англатади. Концентрация градиенти натижасида эса заряд ташувчиларнинг диффузиявий о=ими, яъни электр токи юзага келади. Ушбу ток яримытказгичнинг заряд ташувчилар концентрацияси ю=ори былган сощадан камро= концентрацияли сощага заряд ташувчиларнинг
диффузияланиши билан тушунти-