Материаловедение и материалы электронных средств. Фролова Т.Н. - 42 стр.

сопротивление ρ = 10-3 Ом·м, подвижность электронов μn = 0,5 м2·(В·с)-1 и
содержат железо как остаточную примесь в массовой доле 10-5 %. Вычис-
лить, какое удельное сопротивление имели бы кристаллы при отсутствии
примеси железа. Изменением подвижности электронов от содержания при-
месей пренебречь. Плотность арсенида галлия принять равной 5,32 Мг·м-3.
       4.10. Кристаллы арсенида галлия n-типа имеют удельное сопротив-
ление ρ = 2·10-5 Ом·м, подвижность электронов μn = 0,2 м2·(В·с)-1 и в каче-
стве основной легирующей примеси содержат кремний в количестве
10-2 атома %. Полагая, что все атомы кремния электрически активны, опре-
делить, сколько их находится в узлах галлия и сколько в узлах мышьяка.
Плотность материала d = 5320 кг·м-3.
       Решение
       Число атомов галлия и мышьяка в единице объема
                               NА      5320 ⋅ 6,02 ⋅ 10 23               28 -3
     N Ga = N As = N GaAs = d        =                     = 2, 214 ⋅ 10   м .
                              M GaAs    144,64 ⋅ 10 − 3
В единице объема арсенида галлия содержится NGa + NAs = 4,42·1028 м-3
атомов. Общая концентрация атомов кремния в решетке GaAs
                      N Si = 4,42 ⋅ 10 28 ⋅ 10 − 4 = 4,42 ⋅ 10 24 м-3.
Концентрация электронов определяется разностью концентраций доноров
и акцепторов
                                     (
     n = N д − N а = (eρμ n )−1 = 1,6 ⋅ 10 −19 ⋅ 2 ⋅ 10 − 5 ⋅ 0,2   )−1 = 1,56 ⋅1024 м .
                                                                                     -3


Кремний является амфотерной примесью в GaAs и проявляет акцепторные
свойства при вхождении в узлы мышьяка и донорные – при замещении
атомов галлия. Поэтому NSi(Ga) – NSi(As) = 1,56·1024 м-3.
Из приведенных формул следует, что
                                 N Si (Ga ) = 3 ⋅ 10 24 м-3;
                               N Si (As ) = 1,42 ⋅ 10 24 м-3.
       4.11. Сравнить относительные изменения удельных проводимостей
меди и собственного германия при повышении температуры от 20 до
21 °С. Необходимые для расчета данные взять из приложения.
       4.12. Вычислить собственное удельное сопротивление арсенида гал-
лия при температурах 300 и 500 К, если температурные изменения подвиж-
ности электронов и дырок определяются выражениями: μn = 0,85(T/300)-2;
μp = 0,045(T/300)-2,5.



                                             42