Reja: Metall-yarimo‘tkazgich xossalari

Download 142,75 Kb. bet 3/4 Sana 18.05.2023 Hajmi 142,75 Kb. #940498

Bog'liq
Reja Metall-yarimo‘tkazgich xossalari

D p D p eV j  e( p n  n p )(ekT L L	eV 1) js(ekT 1)
formula

p n
keltirib chiqarilgan. Bunda D_p,D_n kovaklar va elektronlarning diffuziya koeffisientlari; L_p,L_n ularga tegishli diffuziya uzunliklari rp-kovaklarning p-tur sohadagi, pr –elektronlarning r-tur sohadagi muvozanatiy zichliklari. Yuqoridagi ifodadan ko‘rinib turibdiki,tashqi kuchlanish qo‘yilganda r-p-dan o‘tayotgan tok kuchlanish ortgan sari eksponensial tarzda(tez) ortib boradi va aksincha, teskari kuchlanish berilganda, tok juda sekin o‘sadi va yexr(eV/kT)/« 1 bo‘lib qolganda o‘zining kichik to‘yingan qiymatiga erishadi.
Metall-yarimo‘tkazgich kontaktida berkituvchi qatlam vujudga kelgan xoldagidek, r- o‘tish musbat plastinasi tur soha chegarasida, manfiy plastinasi r-tur soha chegarasida joylashgan yassi kondensator deb qarash mumkin. Ko‘rib o‘tdikki, r- o‘tishning qalinligi tashqi maydon kuchlanishiga bog‘liq. Demak, r- o‘tishning elektr sig‘imi ham tashqi kuchlanishga bog‘liq va shu asosda bir qancha asboblar ishlab chiqilgan.
Shunday qilib, p- o‘tishning o‘zgaruvchan tokni to‘g‘irlash va elektr
sig‘im vazifasini o‘tash hossalaridan foydalanib, turli xil yarimo‘tkazgich doiralar va boshqa asboblar (to‘g‘rilagichlar, termoelementlar, fotoelementlar va xakozo) yasalgan. Ikkita r- o‘tishli tizim tranzistor bo‘ladi. bir necha r- o‘tishli asboblar ham bor.
Murakkab elektronika qurilmalarida masalan, EXM larda ishlatiladigan
mirkosxemalarda r- o‘tishlar va metall yarimo‘tkazgich kontaktlar asosiy elementlar xizmatini bajaradi.
Yuqorida aytilganlarga ko‘ra, o‘tish sohasi quyidagi asosiy xossalarga egadir:

1. 
   Termodinamik muvozanat sharoitida o‘tish sohasi hajmiy zaryad mavjud bo‘lgan qatlamdir. Bu hajmiy zaryadni asosan donor va akseptor ionlar tashkil qiladi.
   
2. 
   o‘tishning hajmiy zaryadiga bog‘liq bo‘lgan sohadan r-sohaga tomon yo‘nalgan elektr maydon mavjud, u esa bu sohada potensial o‘zgarishini taqozo qiladi, binobarin, o‘tishning chegraralari orasida potensiallar ayirmasi vujudga keladi.
   
3. 
   o‘tishning elektr maydoni elektronlar sohadan r-soha tomon va kovaklarning r-sohadan soha tomonga o‘tishiga to‘sqinlik qiladi.shuning uchun hozirgi aytilgan o‘tish potensial to‘siq bo‘lib, uning balandligi sohadagi potensiallar ayirmasiga teng.
   
4. 
   Yuqoridagina o‘tish qatlamidagi ichki elektr moydon elektr yurituvchi kuch hosil qilmaydi.
   

sohasida harakatchan zaryadlar-elektronlar va kovaklar juda kam miqdorda
bo‘ladi, binobarin, bu sohaning solishtirma qarshiligi juda ham katta (solishtirma o‘tkazuvchanlik juda kichikdir).
Taqiqlangan sohalar kengligi har hil bo‘lgan ikki yarimo‘tkazgich chegarasida vujudga keladigan o‘tish qatlami geteroo‘tish deyiladi. Masalan, GeGaAs, GaAsGaP, kontaktlari geteroo‘tishlar bo‘ladi.
Geteroo‘tishlarni olish usullari yaxshi ishlab chiqilgan. Geteroo‘tishlar keskin chegarali yoki silliq o‘zgaruvchan chegarali, simmetrik yoki nosimmetrik bo‘lishi mumkin. Keskin chegarali geteroo‘tishlar tashkil etgan moddalar chegarasida taqiqlangan soha kengligi sakrash bilan (keskin) o‘zgaradi, silliq o‘zgaruvchan chegarali geteroo‘tishlar qandaydir qatlam davomida taqilangan soha kengligi tekis o‘zgarib boradi. (varizon geteroo‘tishlar). r- izotip geteroo‘tish, r- anizotip geteroo‘tishlarga bo‘linadi. Ularning ikkalasi ham keskin o‘tishlar turiga mansub bo‘lib, o‘tish chegarasida o‘tkazuvchanlik sohalarini E_c , valent sohalari E_v uzilishlarga ega.
Geteroo‘tishlarning qo‘llanilishi, gomoo‘tishlardan farqli ravishda, turli amaliy maqsadlarda foydalaniladigan bir qator hodisalarning yuz berishiga olib keladi. Masalan, galliy, arseniy va alyuminiy elementlari birikmasi asosida geterolazerlar ishlab chiqilgan, bunda bir hil, ammo va r-tur o‘tkazuvchanlik ikki kristall orasidagi boshqa tor taqiqlangan sohali yarimo‘tkazgich qatlami hosil qilgan. O‘rtadagi qatlamda zaryad tashuvchilar zichligini katta qilish oson bo‘ladi va bu ajoyib lazer xossasi namoyon bo‘lishiga imkon beradi.
Geteroo‘tishlargagigna hos yana bir muhim hususiyatni aytib o‘tish
zarur. Geteroo‘tishning ikki modda chegarasida kristall tuzilishi o‘zgaradi, oqibatda uzilgan kimyoviy bog‘lanishlar paydo bo‘ladi, bu esa shu chegarada elektronlar uchun energiya holatlari hosil qiladi. Ushbu sirtiy xolatlarning geteroo‘tishlarda yuz beradigan jarayonlarda tutgan o‘rni muhimdir. Geteroo‘tish sohasidagi maydonning shakllanishida binobarin, bu tizimning elektr sig‘imini aniqlashda sirtiy holatlardagi zaryad miqdori sezilarli hissa qo‘shish mumkin. Mazkur sathlar orqali rekombinasiya jarayonlari amalga oshadi. Ba'zi hollarda ularning ko‘p bo‘lishi maqsadga muvofiq emas. Xullas, geteroo‘tish chegarasidagi sirtiy sathlar uning hususiyatlarini belgilaydigan muhim omillardan biri hisoblanadi.
Fan va texnikada qo‘llaniladigan yarimo‘tkazgich moddalar namunalari ancha yupqa qatlamlardan iborat bo‘ladi. Bunda sirtning ta'siri va boshqa omillar muhim ahamiyatga egadir. Namuna yetarlicha yupqa bo‘lganida amalda foydalaniladigan yoki o‘rganiladigan elektronlar va kovaklar ishtirokidagi jarayonlar butunlay yarimo‘tkazgichning sirtqi qatlamida sodir bo‘lib, ularning hajmiy tashkil etuvchisini deyarli nazarga olmasa ham bo‘ladi.
O‘rganiladigan yarimo‘tkazgich modda sirtiga o‘tkaziladigan metallar yoki dielektrik qatlamlari ham yarimo‘tkazgichning sirtiy qatlami xossalarini o‘zgartirishi mumkin.
Hozirgi vaqtda ishlab chiqarilayotgan asboblar va tuzilmalarda qalinligidan bo‘ylama o‘lchamlari ancha katta yupqa qatlamlar va kontaktlar keng miqiyosda qo‘llanilmoqda.
Yarimo‘tkazgich qatlamining qalin yoki yupqa deb hisoblanishi aniqlab beradigan muayyan maxsus o‘lchamlar (uzunliklari) kiritiladi, ulardan eng muhimlari quyidagi to‘rtta uzunlikdir:номувозанатий заряд ташувчилар диффузия узунлиги L₀ ;

1. 
   Ekranlashning effektiv uzunligi L_dэ ;
   
2. 
   elektron yoki kovakni yugurisg uzunligi L_nlp ;
   
3. 
   kristalda elektron yoki kovakning to’lqin uzunligi_nlp ;
   

Masalan, xona temperaturasida germaniy yoki kremniy kabi
yarimo‘tkazgichlar uchun quyidagi tengsizliklar o‘rinlidir:
L0  Ldэ lnp nlp ; 
Агар яримўтказгич қатламининг кенглиги d диффузия узунлиги
L₀ билан таққосланарли бўлса ( d ~ L₀ ), у ҳолда қатламнинг ҳажмидаги рекомбинация билан бир вақтда унинг сиртидаги рекомбинацияни эътиборга олиш зарур.
dL₀ bo’lgan hollarda nomuvozanatiy zaryad tashuvchilarnig rffrktiv yashash vaqti  _эфф va effektiv diffuziya uzunligi L_эфф mana bunday bo’ladi;
1 1 2s

эфф   d ^,
 0
1 1 2s
Lэфф ^ L20 ^ Dd ^,
bundagi sirtiy rekombinasiya tezligi, qo‘shqutubiy diffuziya koeffisienti. Baholashlar ko‘rsatishicha millimetr chamasidagi qalinlikni ancha namunalar uchun santimetr qalinlikli namunalarni qalin deb yuzlarcha yoki o‘nlarcha mikrometr chamasidagi namunalarni yupqa deb xisoblasa bo‘ladi. Agar bo‘lsa, ya'ni qatlam qalinligi ekranlash effektiv uzunligi tartibida bo‘lsa, yarimo‘tkazgich pardasidagi (yupqa qatlamdagi) zaryad tashuvchilar konsentratsiyasi qalin qatlamdagi muvozanatiy konsentratsiyadan farq qiladi. Bu holda xatto yupqa qatlamdagi o‘tkazuvchanlik tipi qalin qatlamdaginikiga qaramaqarshi bo‘lishi mumkin.
Qatlamning qalinligi zaryad tashuvchilar erkin yugurish uzunligiga taqqoslanarli bo‘lgan holda sirtda zaryad tashuvchilar sochilishi hajmidagi bilan taqqoslanarli bo‘lib qoladi. Kremniy va germaniy uchun xona temperaturasida, kirishmalar uncha ko‘p bo‘lmaganda sm. Qatlamning bunday qalinligini pardada zaryad tashuvchilar sochilishiga nisbatan chegaraviy deb hisoblash mumkin. Agar qatlam qalinligi de-Broyl to‘lqin uzunligi chamasida bo‘lsa, bu holda kvant o‘lchamlik effekti paydo bo‘ladi. Kremniy kristalida A0. Ammo bunday qalinlikdagi yetarlicha mukammal qatlamlar hosil qilish qiyin masaladir. Yarimo‘tkazgichlar yupqa qatlamlarni olishning bir necha usullari mavjud. Ular ichida eng ko‘p qo‘llaniladigan usullar-gaz oqimi yordamida yoki suyuq fazadan qatlamlar o‘tkazish (epitaksiya) usullaridir.

Download 142,75 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham: