Быстрые и медленные состояния

Поверхностные состояния, обусловленные наличием свободной поверхности (состояния Тамма). адсорбцией чужеродных молекул, а также всевозможными дефектами поверхности (дислокациями, вакансиями, трещинами и т. д.), находятся в хорошем контакте с объемом полупроводника.

Поэтому время установления равновесия этих состояний с объемом полупроводника (время перехода электронов из энергетических зон на поверхностные уровни и обратно) оказывается очень небольшим— порядка 10"7 с и менее. По этой причине такие поверхностные состояния принято называть быстрыми. Экспериментальное изучение на чистых поверхностях полупроводника показывает, что их плотность оказывается ниже плотности уровней Тамма и составляет 1015—1016м'2.

На рисунке показана структура энергетических зон у поверхности полупроводника с учетом быстрых и медленных поверхностных состояний.

Многочисленные опыты, проведенные с поверхностями полупроводников, находившихся.в контакте с окружающей средой, показывают, что помимо быстрых стояний существуют поверхностные состояния, равновесие которых с объемом полупроводника устанавливается в течение значительно большего промежутка времени — от 10"2 с до нескольких минут, часов и суток. Такие состояния получили название медленных. Их существование связывается с наличием на поверхности полупроводника окиснои пленки, которая может возникать даже в условиях сравнительно высокого вакуума, а тем более воздуха.

Предполагается, что медленные состояния локализуются на внешней поверхности окиснои пленки. Медленность установления равновесия их с объемом полупроводника обусловлена тем, что для прохождения электронов сквозь окисный слой, являющийся изолятором, требуется значительное время. С увеличением толщины окиснои пленки постоянная времени увеличивается.

Литература:

1. Степаненко И. П. Основы микроэлектроники: Учеб. пособие для вузов / — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2004. — 488 с: ил. I.

2. Марголин В,И., Жабрев В.А., Тупик В.А. Физические основы микроэлектроники. - М.: Издательский центр "Академия", 2008. - 400 с.

3. Епифанов Г. И. Физические основы микроэлектроники. М.: «Советское радио», 1971, стр. 376.

Дата добавления: 2014-01-07