Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni

 
264 
УНИКАЛЬНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ 
СИЛЬНОКОМПЕНСИРОВАННОГО КРЕМНИЯ 
 
М.К. Бахадырханов, Н.Ф. Зикриллаев, Х. Уралбаев, С.А. Тачилин
Ташкентский государственнқй технический университет 
 
Сильнокомпенсированный кремний полученный при легировании примесными атомами 
создающими глубокие энергетические уровни представляет большой научный и практический 
интерес. Это связанно с тем, что параметры проводимости сильнокомпенсированного кремния 
хотя существенно не отличаются от собственного кремния, однако его электрофизические и 
рекомбинационные свойства, а также структура кристаллической решетки существенно 
отличаются от кремния с собственной проводимостью. К отличительным особенностям 
сильнокомпенсированного кремния относится следующее.
В отличие от кремния с собственной проводимостью сильно компенсированный кремний 
находится в сильнонеравновесном состоянии. Это связано с тем,что при любой температуре 
меньше 400К по всему объему кристаллической структуры такого материала отсутствует 
локальная электронейтральность в ограниченных областях с размером d=50÷ 100 нм (при 
концентрации примеcных атомов N=10
15
÷10
16
см
-3
). Это означает, что при малейшее изменение 
внешних воздействий (обычно незамеченного в обычных полупроводниковых материалах) 
приводит к существенному изменению электрофизических свойств материала за счет 
перезарядки энергических уровней примесных атомов, в результате которого кремний 
переходит к еще более неравновесному состоянию. Поэтому такие материалы становятся очень 
чувствительными к влиянию внешних воздействий. 
В отличии от кремния с собственной проводимостью, в сильнокомпенсированном 
кремнии подвижность носителей заряда будет достаточно маленькой, так как в нём даже при 
комнатной температуре механизм рассеяния носителей заряда будет зависеть от заряженных 
примесных атомов . Поэтому в таких материалах подвижность носителей заряда с повышением 
температуры от 100К до 400К не уменьшается по обще известному закону Т
3/2
, а наоборот 
увеличивается по закону Т
7/2
. Кроме этого подвижностью носителей заряда можно управлять 
с помощью электрического и магнитного поля, что не возможно в обычных 
полупроводниковых материалах. 
Время жизни электронов и дырок в таких материалах существенно отличается друг от 
друга и могут иметь аномально большие и аномально маленькие значения, что не наблюдается 
в кремний с собственной проводимостью.
Эти и другие особенности сильнокомпенсированного кремния дают возможность 
предполагать, что такой материал можно считать новым классом полупроводникового 
материала, обладающего уникальными функциональными возможностями.
Сильнокомпенсированный кремний имеет уникальную термочувствительность, которая 
позволяет создавать на его основе высокочувствительные и быстродействующие 
термодатчики.
Именно в сильнокомпенсированном кремнии было обнаружено очень интересное и новое 
явление так называемое аномально глубокое гашение фотопроводимости при одновременном 
освещении ИК светом с определенной длиной волны с достаточно низкой мощностью 
излучения, меньше чем мощность собственного освещение.
Обнаруженный эффект ИК гашения фототока ярко демонтирует возможность 
управлением временем жизни неосновных носителей заряда в очень широком интервале. Это 
явление не только раскрывает очень интересные и неизвестные физические свойства 
сильнокомпенсированного кремния, а также показывает возможности создания на основе этого 
эффекта принципиально нового класса ИК фотоприемников работающих при наличии 

---