Электрохимия полупроводников. Батенков В.А. - 57 стр.

 Е, В
                                  1                              Рис. 2.2. Поляризационные кривые
      3
                                              2                  анодного    растворения       германия
                                                                 разного удельного сопротивления и
      2
                                                                 типа в 0.1 моль/л растворе HCl
                                                  3              (20 oC, атмосфера азота).
      1                                           4        5 6
                                                                  1, 2, 3 – n-тип: 1, 6, 25 Ом⋅см;
                                                                  4, 5, 6 – р-тип: 30, 6, 1 Ом⋅см
      0
       –4           –3            –2       lg i (А/см 2 )

      Классической иллюстрацией этих экспериментальных фактов являются кривые Е, lg i,
полученные при анодной поляризации различных образцов германия Е.А. Ефимовым и И.Г.
Ерусалимчиком [11] и воспроизведенные на рисунке 2.2. В темноте до плотности анодного
тока 3⋅10–3 А/см2 анодные кривые для германия n- и р-типа разного удельного сопротивления
совпадают, и зависимость потенциал – ток описывается уравнением Тафеля. При более вы-
сокой плотности анодного тока степень торможения процесса анодного растворения герма-
ния n-типа возрастает с уменьшением удельного сопротивления. Последнее эквивалентно
увеличению концентрации донорной примеси и соответственному уменьшению концентра-
ции пазонов (дырок) (см. уравнение 1.68).
      Данные авторов [11] и других исследователей подтверждают заключение [12], что тор-
можение анодного процесса и выявляющийся предельный анодный ток ilо (l – limit) у герма-
ния n-типа связаны с участием пазонов (дырок) в процессе анодного растворения германия.
Качественно уменьшение предельного анодного тока ilо описывается уравнением (1.72) для
предельного диффузионного тока пазонов. Однако наблюдаемый предельный анодный ток за-
метно больше предельного тока пазонов, рассчитанного по уравнению (1.72) для данного об-
разца германия n-типа. Эта разница растет с увеличением концентрации донорной примеси.
Начиная с n = 2⋅1017 см–3, предельный анодный ток не уменьшается, а возрастает. У сильно-
легированного германия n-типа ( n > 2⋅1018 см–3) он, как и у германия р-типа, не обнаружива-
ется совсем [9]. Объяснение этим фактам см. в п. 2.5.
      Факторы, влияющие на предельный анодный ток германия n-типа.
      Предельный анодный ток ilо для малолегированного германия n-типа также возрастает в
следующих случаях: при освещении анодно поляризуемой поверхности образца [l2, 13]; при
инжекции пазонов (дырок) в объем тонкого анода (толщина образца d < Lp) с помощью пло-
скостного р-n перехода или при катодном восстановлении так называемых инжектирующих
окислителей на противоположной анодной поверхности образца (рис. 2.3) [12, 14, 15]; при
введении непосредственно в электролит инжектирующих окислителей типа феррицианида
калия, сульфата церия (IV), перманганата калия, хлорида железа (Ш), хинона, иода и других
[15, 16] , а также в присутствии восстановителей типа сульфата ванадия (II), иодида и окса-
лата калия [12, 16]; с ростом температуры [9, 17].
      Увеличение предельного анодного тока при освещении прямо пропорционально (до
определенных пределов) интенсивности освещения [12, 13]. Это одно из прямых доказа-
тельств участия пазонов в процессе анодного растворения германия, ибо в n-типе их кон-
центрация, например р = 1⋅1010 см–3, при освещении значительно возрастает за счет генерации
квантами света пар e– + е+, допустим, до 1⋅1012 см–3, т. е. в 100 раз. При этом относительное
увеличение концентрации основных носителей электронов пренебрежимо мало: с n = ni2/p =
(2.4⋅1013)2/1010 = 6⋅1016 см–3 до 6⋅1016 +1⋅1012 см–3, т. е. на 0.002 % (для германия ni = 2.4⋅1013 см–3).

                                                      57