Строение и свойства вещества. Изд. 2-е, переработанное. Розман Г.А. - 252 стр.

       отсекает на оси ординат         ln σ 0 .
                 12. Примесная проводимость полупроводников
             Наличие примесей сильно влияет на концентрацию носителей зарядов в полупро-
       воднике и, следовательно, на их проводимость. Например, добавление в кремний бора в
                                             5
       количестве одного атома на 10 атомов кремния увеличивает проводимость при ком-
                                        3
       натной температуре в 10 раз по сравнению с чистым кремнием. Температурная же
       зависимость электропроводности невырожденных примесных полупроводников, как и
       собственная, определяется в основном температурной зависимостью концентраций но-
       сителей. Поэтому качественный характер кривой            σ (Т )   должен быть аналогичен кри-

       вой зависимости        n(T ).   Рассмотрим эту зависимость в области низких температур,
       когда   кТ << ∆ Е .      В этом случае собственных носителей заряда мало, ионизируются в
       основном примеси: энергия связи примесного электрона ослабляется в ε раз, изменя-
       ется также эффективная масса, поэтому оказывается достаточно небольшой энергии,
       чтобы перевести электрон из связанного состояния в зону проводимости, то есть донор-
       ные уровни лежат близко ко дну зоны проводимости. Аналогично, акцепторные уровни
       лежат чуть выше верха валентной зоны.
             Расчет концентрации электронов проводимости в донорном полупроводнике при
       низких температурах дает следующую температурную зависимость:
                                                         3
                                          2π m n kT  2 − 2 kT
                                                               EД

                          n=        2N Д             e        .                    (12.1)
                                          h         
                                               2


            Аналогичный расчет для акцепторного полупроводника приводит к следующе-
       му выражению:
                                                         3
                                      2πm р kT         2 − 2EkTА
                          р = 2 N А     2
                                                        e        .        (12.2)
                                      h                

               где   NД   и    NА      - концентрации доноров и акцепторов,    ЕД    и   ЕА   - энергии,
       соответствующие донорным и акцепторным уровням.
             С дальнейшим ростом температуры происходит уменьшение высвобождаемых
       электронов и дырок, и затем их концентрация перестает зависеть от температуры. И
       основной вклад в проводимость дают собственные электроны и дырки.
             Поскольку обычно в полупроводнике преобладают или доноры, или акцепто-
       ры, то в примесных полупроводниках при низких температурах проводимость осуще-
       ствляется в основном или электронами, или дырками. Говорят о n − и p − проводи-
       мости, а соответствующие полупроводники называются полупроводниками                      n−    и
        p − типа.
                                                                                                   268




PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com