Неразрушающие методы контроля параметров полупроводниковых материалов и структур. Смирнов В.И. - 59 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

59
тельного заряда. На противоположной стороне возникает недостаток отри-
цательного заряда, т. е. эта сторона заряжается положительно. Разделение
зарядов происходит до тех пор, пока сила, действующая на электроны со
стороны возникшего электрического поля
х
Е
, направленного от одной бо-
ковой поверхности к другой, не скомпенсирует силу Лоренца. Поле
х
Е

по-
лучило название поля Холла, а само явление возникновения в образце с те-
кущим по нему током поперечного электрического поля под действием
магнитного поля было названо эффектом Холла. Из условия равенства сил
получим:
d
qv .
х
BqE

Отсюда легко найти разность потенциалов U
х
между боковыми гра-
нями образца, называемую ЭДС Холла. Если b – ширина образца, то
хх d
U Е bv b.В

Используя выражение для плотности тока ,nvqj
d
где n – концентра-
ция электронов в полупроводнике
n-типа, получим:
х
1
U j B b, (5.8)
qn
х
jBb R
где
х
1
R
qn
называется постоянной Холла.
Постоянная Холла связывает ЭДС Холла U
х
, силу тока I (или плот-
ность тока j) и индукцию магнитного поля B. Зная величину постоянной
Холла R
х
, можно определить концентрацию свободных носителей заряда.
Знак постоянной Холла совпадает со знаком носителей заряда. Следова-
тельно, по величине R
х
можно судить о типе электропроводности. Напри-
мер, для электронного типа проводимость R
х
< 0, для дырочного типа
электропроводности R
х
> 0. Если независимым способом измерить удель-
ное сопротивление ρ или удельную электропроводность σ образца, то по
измеренному значению постоянной Холла можно определить подвижность
носителей заряда. Например, для полупроводника
n-типа σ = q·n·μ
n
. Отсюда:
n
.
х
R
qn


Для полупроводника
р-типа проводимости выражение для подвиж-
ности носителей имеет такой же вид. В полупроводниках со смешанной
проводимостью, когда концентрации электронов и дырок сопоставимы,
необходимо учитывать оба типа носителей. Электроны и дырки обладают
противоположными по знаку зарядами и дрейфовые скорости у них также
направлены в противоположные стороны. Поэтому при протекании элек-
трического
тока через образец сила Лоренца будет отклонять их в одну и
ту же сторону. Эффект Холла при этом проявляется менее заметно. Расче-

Страницы