Влияние сильных электрических полей на электропроводность полупроводников

ВОЗДЕЙСТВИЕ СВЕТА НА ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

Световая энергия, поглощаемая полупроводником, вызывает появление в нем избыточного (по сравнению с равновесным при данной температуре) количества носителей зарядов, приводящего к возрастанию электропроводности.

Фотопроводимостью называют увеличение электрической проводимости вещества под действием электромагнитного излучения.

Фотопроводимость зависит от частоты и интенсивности облучения, а также от температуры. В области малых длин волн наблюдается спад фотопроводимости. При энергии квантов, обеспечивающей появление фотопроводимости, значение ее возрастает с увеличением интенсивности облучения, так как одновременно происходят два процесса с противоположным влиянием на фотопроводимость: с одной стороны, увеличивается число носителей, а с другой — возрастает рекомбинация с увеличением концентрации носителей как одного, так и другого знака. С понижением температуры уменьшается темновая проводимость, служащая фоном, на котором появляется фотопроводимость, а поэтому роль последней возрастает. Кроме того, с понижением температуры увеличивается и сама фотопроводимость, так как с уменьшением концентрации темновых носителей заряда снижается вероятность рекомбинации носителей.

Изменение электрических свойств полупроводников под влиянием электромагнитного излучения зависит от времени (релаксация). После прекращения облучения проводимость более или менее быстро возвращается к тому значению, которое она имела до облучения. У одних полупроводников это длится микросекунды, у других измеряется минутами и даже часами. Знание инерционности фотопроводимости различных полупроводниковых веществ важно при разработке, например, фоторезисторов, к быстродействию которых предъявляются высокие требования

Электропроводность полупроводников зависит от напряженности электрического поля. При низких значениях напряженности поля (до некоторого критического значения Е_к) соблюдается закон Ома, и удельная проводимость не зависит от напряженности поля, а при более высоких напряженностях поля начинается интенсивный рост удельной проводимости по экспоненциальному закону, приводящий к разрушению структуры полупроводника. С ростом температуры кривая удельной проводимости перемещается вверх, а наклон возрастающей части становится меньше (рисунок 36).

Рисунок 36

Для некоторых полупроводников зависимость удельной проводимости от напряженности поля описывается выражением

,

где γ — удельная проводимость полупроводника при Е < Е_к, См/м,

β — коэффициент, характеризующий полупроводник, .

Возрастание проводимости обусловлено ростом числа носителей заряда, так как под влиянием поля они легче освобождаются тепловым возбуждением. При дальнейшем росте поля может появиться механизм ударной ионизации, иногда приводящий к разрушению структуры полупроводника.

Дата добавления: 2014-01-07