Радиоэлектроника / Реферат: Исследование взаимосвязи электрофизических параметров кремния полученного методом карботермического восстановления от технологии его получения

Реферат: Исследование взаимосвязи электрофизических параметров кремния полученного методом карботермического восстановления от технологии его получения

После роста, получаем кремний, который имеет области монокристалличности схематично изображенные на рис.1. Это так называемый, столбчатый мультикремний.

2. Электрофизические параметры и зависимость их от технологий производства.

Электрофизические параметры образцов приведены в таблице 1.

N

Тип

провод.

r

Ом× см

s

Ом-1 × см-1

R

см3

к

n

см-3

m

см3

в× с

d

см

7-1

N

0.145

6.850

58.140

1.17*1017

355.04

0.20

7-2

N

0.077

13.04

50.250

1.24*1017

655.26

0.19

8-1

N

5.260

0.190

566.60

1.10*1016

107.65

0.20

8-2

N

1.205

0.830

27.320

2.28*1017

22.680

0.20

9-1

N

0.470

2.320

25.600

2.44*1017

59.400

0.18

9-2

N

1.588

0.630

26.325

2.37*1017

16.580

0.28

10-1

N

1.240

0.800

13.050

4.79*1017

10.450

0.17

10-2

N

0.670

1.490

31.410

1.99*1017

46.700

0.20

10-3

P

1.920

0.520

17.360

3.60*1017

10.450

0.17

11-1

P

1.390

0.735

31.000

2.00*1017

22.300

0.30

11-2

P

0.670

1.500

22.300

2.80*1017

33.800

0.29

13-1*

P

0.274

3.650

13.890

4.50*1017

51.000

0.20

13-2*

P

0.255

3.920

25.000

2.50*1017

98.000

0.17

14-1

P

0.192

5.200

9.8750

6.30*1017

51.350

0.14

14-2

P

0.165

6.060

6.3900

9.78*1017

38.720

0.16

15-1

P

0.181

5.525

4.5400

1.38*1018

25.080

0.15

15-2

P

0.260

3.846

4.6800

1.34*1018

18.000

0.12

16-1*

P

0.094

10.70

6.2000

1.00*1018

66.340

0.26

16-2*

P

0.104

9.590

7.4500

8.39*1017

71.440

0.24

21-1*

P

0.094

10.64

8.4700

7.38*1017

90.100

0.20

21-2*

P

0.089

11.24

8.8100

7.10*1017

99.000

0.20

21-4*

P

0.093

10.72

8.1300

7.69*1017

87.200

0.20

Таблица 1 *-образец перекристаллизован два раза

Анализ результатов позволяет сделать некоторые выводы о зависимости от параметров:

1) В образцах, которые были перекристаллизованы два раза ощутимо меньше удельная электропроводность r, по сравнению с предыдущими образцами.

2) У этих образцов выше подвижность, что позволяет говорить о меньшем количестве примесей; о более глубокой очистке при данном методе.

В данных химического анализа [1] , можно видеть:

1) Содержание всех элементов, кроме бора и фосфора, в сырье выше, чем в образцах очищенных кристаллизацией.

2) Бор и фосфор не изменяют свой концентрации при росте кристалла из сырья, и эта концентрация составляет приблизительно 1017 см-3 , этот порядок совпадает с порядком величины концентрации носителей заряда в образцах. Это позволяет сделать вывод, что тип полупроводника и концентрацию носителей заряда в нашем случае определяет именно бор и фосфора.

3. Диффузионная длина, фотопроводимость,

время жизни.

Для полного исследования образцов кремния на предмет применимости их в качестве солнечных элементов, недостаточно всех вышеупомянутых методов, позволяющих контролировать основные электрофизические параметры. Необходимо представлять кинетику происходящих в полупроводнике процессов. Основой кинетической характеристикой (7) полупроводниковых материалов является диффузионная длина пробега: длина L на которой dp или dn уменьшаться в e раз в отсутствии внешнего поля. Прямым методом это измерить в нашем случае затруднительно из-за большого количества примесей. Поэтому наша задача измерить время жизни неравновесных носителей заряда t.

3.1 Понятие времени жизни неравновесных носителей заряда.

В полупроводнике (5,7) под влиянием внешнего воздействия концентрации электронов и дырок могут изменяться на много порядков. При термодинамическом равновесии действует принцип детального равновесия, который говорит:

J12=J21 (1.1)

При внешних воздействиях этот принцип нарушается и появляется компонента J12’. При этом в зонах появляются неравновесные носители заряда с концентрациями:

dn=n-n0 dp=p-p0 (1.2)

Если в полупроводнике нет электрического тока, то изменение концентрации электронов и дырок, при внешнем воздействии, выглядит так:

ddn/dt = Gn-Rn ddp/dt = Gp-Rp (1.3)

Gn , Gp – означает темп генерации

Rn , Rp – соответственно темп рекомбинации

Для количественного описания приводится схема кинетики неравновесных электронных процессов применяется понятие среднего времени жизни неравновесных электронов в зоне проводимости и дырок в валентной зоне:

Rn=(n-n0)/tn Rp=(p-p0)/tp (1.4)

Иначе говоря, 1/t есть вероятность исчезновения одного избыточного заряда из одной зоны в единицу времени в следствии рекомбинации

ddn/dt = Gn-dn/tn ddp/dt = Gp-dp/tp (1.5)

Стационарные концентрации неравновесных носителей заряда, устанавливающиеся после длительного воздействия внешней генерации, равны

(dn)s =Gntn (dp)s = Gptp (1.6)

Величины tn tp зависят от физических особенностей элементарных актов рекомбинации электронов и дырок. При этом tn и tp , вообще говоря, могут сами зависеть от неравновесных концентраций dn и dp , а также от температуры. Поэтому tn и tp не являются характеристиками данного полупроводника , но зависят еще от условий опыта. Если dn=dp, то и времена tn tp равны, и мы имеем единое время жизни электронно-дырочных пар t=tn=tp.

К-во Просмотров: 444
Бесплатно скачать Реферат: Исследование взаимосвязи электрофизических параметров кремния полученного методом карботермического восстановления от технологии его получения