На головну

ефект поля

ефект поля в широкому сенсі полягає в управлінні електрофізичнимипараметрами поверхні твердого тіла за допомогою електричного поля, прикладеного по нормалі до поверхні. Як спосіб реєстрації змін електрофізичних параметрів під дією електричного поля когут бути використані вимір провідності, диференціальної ємності - метод вольт-фарадних характеристик, поверхневої фото-ЕРС. Найчастіше під ефектом поля розуміють зміна провідності твердого тіла під дією на нього поперечного електричного поля.

3.1. У чому полягає ефект поля в п / п.

Ефект поля полягає в зміні концентрації носіїв заряду в приповерхневому шарі напівпровідника під впливом зовнішнього електричного поля .. Наслідком цього є зміна приповерхностной провідності під впливом перпендикулярно прикладеного електростатичного поля. При цьому в напівпровіднику в залежності від знака і величини поля можуть виникнути два основних види приповерхневих шарів. збагачений шар - Це шар з підвищеною концентрацією основних носіїв заряду (в порівнянні з концентрацією носіїв в об'ємі напівпровідника). збіднений шар характеризується зниженою концентрацією основних носіїв заряду в приповерхневому шарі.

Малюнок - Зміна концентрації вільних носіїв в приповерхневої області напівпровідника при наявності поблизу поверхні зарядженої металевої площині.

Існує стаціонарний і нестаціонарний ефекти поля. Для стаціонарного - зміна провідності збігається зі зміною поля (т. Е носії встигають слідувати за полем). У нестаціонарному - заряд основних носіїв не встигає за зміною поля і не вносить додаткову ємність. Будь-яка зміна провідності, пов'язане з поверхневим шаром є функцією вигину енергетичних зон на поверхні. Тому вводять поняття надлишкової концентрації дірок і електронів.

3.2. Що таке «поверхнева провідність», від чого вона залежить

Надлишкові електрони і дірки можуть рухатися уздовж поверхні при додатку електричного поля, обумовлюючи тим самим зміна провідності зразка. Викликана наявністю ?N і ?P надлишкова провідність носить назву поверхневої провідності. Якщо припустити, що значення подвижностей електронів і дірок в області просторового заряду одно з значенням в обсязі напівпровідника, то для поверхонь провідності можна написати:

?N і ?P є функціями рівня легування і поверхневого електростатичного потенціалу Ys, а значить і поверхнева провідність Gs є функцією тих же величин.

На малюнку представлена ??залежність Gs (Ys ) Для різних значень ?в напівпровіднику n-типу:

 При негативному Ys Gs теж негативна, а з ростом / Ys / Gs зменшується, так як концентрація рухливих носіїв заряду в обл. просторового заряду менше, ніж коли Ys = 0. Це режим збідніння. Це буде тривати до тих пір, поки швидкість дірок зі зміною Ys не стане більше, ніж швидкість убування концентрації електронів. Т. Є. концентрація n в обсязі напівпровідника дорівнює концентрації p на поверхні. Подальше збільшення / Ys / призведе до різкого збільшення концентрації дірок, утворення інверсійного шару і до збільшення Gs.

3.3. Що таке дифузне розсіювання і як воно впливає на рухливість.

Якщо при зіткненні з поверхнею носій заряду повністю або частково втрачає свою дрейфову складову швидкості - це називається дифузне розсіювання.

Дифузне розсіювання призводить до зменшення рухливості носіїв заряду, що рухається в потенційній ямі (в разі шарів збагачення - основного заряду, в разі шарів інверсії - неосновного). Фізичної причиною зниження рухливості є те, що поява поля, нормального до поверхні, призводить до збільшення складової швидкості до поверхні і як результат - зменшується час зіткнення носія заряду з поверхнею.

Зміна рухливості в приповерхневої області враховується поправкою Шриффера за формулою:

 , де

 



Чим визначається величина кооф.-та термо-е. Д. С в напівпровіднику | Експериментальна і теоретична залежність поверхневої провідності від індукованого заряду. причини відмінності

Характер руху носіїв заряду при наявності електричного і магнітного полів | Пояснити виникнення ефекту Холла в напівпровіднику зі змішаною провідністю | Чим визначається величина і знак холовской е. Д. С | Яку фізичну інформацію можна отримати при дослідженні ефекту Холла | Поясніть виникнення термо-е. Д. С. в напівпровіднику змішаного типу провідності | Структура і механізм роботи МДП-транзистора | Що таке канал. Які види каналів бувають і їх відмінності | Що таке власне і фундаментальне поглинання. Які типи оптичних переходів | Чим визначається щільність станів електронів в дозволеній зоні. | У чому полягає різниця спектри поглинання для дозволених і заборонених прямих міжзонних переходів |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати