Реферат: Алмазоподобные полупроводники

6,34

5,86

8,09

1239

1041

670

2,23

1,51

0,08

р

п, р

п, р

0,053

0,12

2,5

0,003

0,006

0,02

* C--сфалерит, В-вюрцит; **-- температура фазового перехода из b на a- модификацию

Как видно из табл.1, с ростом средней атомной массы во всех трех гомологичных рядах закономерно уменьшаются ширина запрещенной зоны и температура плавления соединений. Одновременно возрастает подвижность носителей заряда. Из-за увеличения межатомных расстояний прочность химических связей падает при переходе от сульфидов к селенидам и далее - к теллуридам. Теллурид ртути при всех температурах проявляет свойства полуметаллов.

Большая доля ионной связи в соединениях А^II В^VI по сравнению с полупроводниками

А^III В^V приводит к большим значениям ширины запрещенной зоны и заниженным подвижностям носителей заряда в рядах изоэлектронных аналогов. Изоэлектронными аналогами называют вещества, имеющие одинаковую кристаллическую структуру и одинаковый суммарный заряд ядра двух атомов-партнеров. Например, изоэлектронными аналогами являются Ge, GaAs, ZnSe, а также Sn, InSb, CdTe.

Поведение примесей в соединениях типа А^II В^VI в основном подчиняется тем же закономерностям, что и в полупроводниках типа А^III В^V , т. е. примеси замещения, имеющие валентность меньшую валентности вытесняемых атомов, играют роль акцепторов, а примеси с более высокой валентностью являются донорами. Состояние примесей атомов более устойчиво, если их вхождение в решетку не сопровождается образованием больших локальных зарядов. Например, примесные атомы элементов I группы (Cu, Ag, Au ),замещая Zn или Сd в кристаллической решетки полупроводника, проявляют акцепторные свойства. При этом, как правило, они образуют глубокие энергетические уровни. Атомы элементов III группы (Аl, Ga, In ), также замещающие катионы, ведут себя как доноры с малыми энергиями ионизации. Соответственно акцепторные и донорные свойства проявляют элементы V и VII групп Периодической таблицы, замещающие в решетке А^II В^VI атомы халькогенов.

Особенности свойств. При повышенных температурах все соединения А^II В^VI разлагаются в соответствии с реакцией

2А^II В^VII ® 2А^II _(газ) + В₂ ^VII _(газ)

Присутствие в паровой фазе молекул А В хотя полностью и не исключается, но для большинства соединений их концентрация мала и можно принять, что диссоциация является полной. Равновесное давление паров летучих компонентов сильно зависит от температуры.

Важная особенность полупроводников типа А^II В^VI состоит в том, что многие из них проявляют электропроводность лишь одного типа независимо от условий получения и характера легирования кристаллов. Так, сульфиды и селениды цинка, кадмия и ртути всегда являются полупроводниками п -типа. В отличие от них теллурид цинка обладает только дырочной электропроводностью. И лишь CdTe и HgTe могут иметь электропроводность как

п -, так и р- типа, в зависимости от условий изготовления и типа легирующих примесей. Отсутствие инверсии типа электропроводности существенно ограничивает возможности практического использования полупроводников типа А^II В^VI .

Проводимость соединений типа А^II В^VI может быть значительно (на несколько порядков) изменена путем термообработки в парах собственных компонентов. Например, удельная проводимость сульфида кадмия при термообработке в парах серы может измениться на 10 порядков (рис.2).

Рис. 2 Изменение удельной проводимости поликристаллического

сульфида кадмия в зависимости от давления пара серы при термообработке.