. 1.1.1.
, p-n-, p-n- .
: - () ( 1.1.2).
.1.1.2. () ()
. p-n- . [2]
, (1.1.1),
I- , p-n- ;
Is , , ;
UR ( );
UT = kT/q .
:
(1.1.2),
Fλ , ;
;
;
Q ;
η (η ≤1) .
, .
, , ᒺ . ³ , , , .
, U, I=(UR-U)/R. :
(1.1.3)
. 1.1.3 - () , (1.1.3).
1.1.3
p-n-. .
( 1, 2, 3). , . . . U .
. 1.1.4 , , -, , -, , Δ/Δ . , , p-n-.
|
|
ij, W (. 1.1.1), p-n- d. , , . , , .
. 1.1.4 -
1.2
, . [1].
:
1) - , , , , ;
2) , ;
3) , ;
4) ;
5) ;
6) .
:
1) U - , , . ;
2) I - , ;
3) () () , 0,1 ;
4) , . ' , , ;
5) SI (/, /) , ;
6) SU ;
7) () τ (τ) () 0,1 - 0,9 (0,9 - 0,1) ;
8) p-n- ;
9) , () () .
() , , .
|
|
Si Su
Si= ; Su= ; (1.2.1),
I IT ;
U UT .
-n- : , τ τ . , . , τ < τ. , . , f 0,7 . t = 0 , ' , -n-, , 糿 . , . ³ , (t ≥ tu), . . , , Δt = W/ΔV, ΔV . . τ, . dz , , , . 0 ˜. , ˜ , 0 . , . .
: 糿 (τ), () ' -n- (τ)
τ = d/V (1.2.2.),
V , d - ' RC (τRC), .
p-n -
䳿 p-n- (, ) .
() ()
1.3.1. p-n- () ()
.1.3.1 [1] p-n- .
p-n- 㳺 hν>Eg - . , , . , .
. p-, , p-n-, Ln, . n-. , n- , p- . ᒺ , , , . , p-n- .
|
|
qφ=kTln(NdNa/ni2) ΔU (. 1.3.1). ᒺ p-n-. г ᒺ ΔU.
1.4
1.4.1. 1, 2.
- 1 2, , , , , , . 0,41,1 . (), () 1.
10 .
, , :
- 30% p ;
- , , 30% p ;
- p l = 0,63 , 50 65 25%.
1
, | ||
() p p 50 20 , , : - 1 - 1 2. p p 65 , , : - 2 - 2 3. p l = 0,63 , /, . 4. p l = 0,63 ,%, . 5. p l = 0,63 2,%, . | I I I65 I65 Sλ δS | 0,3 |
1
6. ' 2,%, . 7. (0,2 - 25) , %, . 8. l = 0,63 , 200 , , 9. , , | δs τ |
:
- (20-2000) 200 /2;
|
|
- 2 - 60 4 /2 -;
- 120 /2;
- ( 500 ) 300 /2;
- () 䳿 400 /2 (2 - 10) ;
- 䳿 () 5000 /2 (1 - 2) ;
- (50 - 10000) 154 ;
- 294 (3 /2);
- 0,13 (110-3 . .).
- ϳ :
) 65 ,
) 85 ;
- :
) "" 50 ,
) "" 60 ;
- ϳ 98% 35 .
' :
- ̳ ( , ) - 5000 ;
- ̳ - - 15 ; -, Dz - 6 ; Dz - 4 .
1.4.2. , :
:
- . 4,8 - V 11141;
1 0,8 ;
2 (1,1 0,4) 2. ̳ ( 1,1 ) - 0,07 ;
( ) - 0,2 ;
() 50 ; () 25-50 3 .; ; ; , - ;
, ( ) ;
( ) 2 . ;
- 100 ;
100 .
, , .
.
2.1.
, , , . .
2.1.1.
10 () d.
, , , 10 d. d 10 ( n+- ), [1] :
(2.1.1),
ε0 = 8,85 10-14 / ;
ε = 11,9 ;
φ = 0,5 p+-n -;
U = - 10 , p+-n - ;
μn = 1417 /· ;
ρn = 100 · n-.
(2.1.1) d 17 .
p+-n- ( ) (2.1.2.) [1]:
|
|
(2.1.2),
= p +-n - ;
d = 17 .
, (2.1.2.) 1 2 4,6 3,5 . ( 1 ) .
2.1.2. 䳿
. 䳿 , τ0,1-0,9 [2] :
(2.1.3),
τ 糿 (), ;
τ p +-n- ;
τRC RC () .
, τ0,1-0,9, α (-1) (. 2.1.1.) [3] λ = 0,63 . , α = 2100 -1. ³ [4],
(2.1.4),
I , ;
I0 ;
α ;
.
90% I = 0,1 · I0.
90%- x = ln10 / α = 11 · 10-4 ≈ 11 ().
, , , λ = 0,63 90%- , p+-n-, 11 . 0,1 - 0,9 , d = = 17 90% - .
.2.1.1. α (-1)
p+-n- :
(2.1.5),
d1 = 11 90%- ;
V ().
[4] , .2.1.2.
n- 17 , 10 E = U / d = 10/17 · 10-4 = 5,9 · 103 ( / ). 11 3,8 · 103 ( / ).
, 3,8 · 103 / 1,6·106 /. 0,8·106 / .
, 0,63 , (5) τ = 11 · 10-4 / 0,8 · 106 ≈ 1,4 · 10-9 = 1,4 ().
. 2.1.2
RC- () . [2] RC - () :
(2.1.6),
R = R = 200 ( );
p +-n-.
4,6 .
RC () 0,1-0,9 :
τRC = 2,2 · 4,6 · 10-12 · 2 · 102 ≈ 2 · 10-9 = 2 ().
() 0, 1-0,9, (2.1.3.), = 2,44 ()
, ( 0,63) . 0,63 .
2.1.3
.
³ [5], -n
, (2.1.7)
R ;
;
λ , ;
Q = 1 .
= 0,92. Si2 + - -n [6] :
, (2.1.8)
λ = 0,63 - ;
n = 1,46 - ;
k = 1, 3, 5 ().
, (k = 1) 0,63 δ = 0,11 . [7], (. . 2.1.3.). R = 1-0,915 = 0,085.
. 2.1.3.
+-n- -n (.2.1.4).
. 2.1.4 -n
:
I - p+ - (2,2 );
II - ;
III - ( n+ - , 1 , ).
+-n- I - III [4] :
(2.1.9),
k ;
α λ = 0,63 ;
xk-1 k;
xk k ( = 0 Si - Si2).
, , ( 0,3 / ) , I II. +-n- . :
, (2.1.10)
h1, h2 - I, II-.
I: xk-1 = 0, xk = 2,2 = 2,2 10-4 . η1 , (2.1.9.), . ' , I +-n-.
α = 2100 -1 λ = 0,63 .
ϳ (2.1.9.), , , η1 = 0,185.
II: xk-1 = 2,2 , xk = 17 . ϳ (2.1.9.) , η2 = 0,61.
(2.1.10.) 0,34 / . , .
2.1.4
. - p+-n- , .
p+-n- Up>> k / q, k = 1,38 10-23 / , , q = 1,6 10-19 , [8]
(2.1.11),
D = 12,3 2 / 糿 ;
ni = 1,45 1010 -3 ;
N n-;
L ;
= 0,74 2 ( 1), = 0,56 2 ( 2) .
[10], , ( ), ' rn : N = 1/qrnmn.
, , . (2.1.11.) , ( 10 ) 5-6 . .
- p+-n- [8].
(2.1.12),
ti - , () p+-n- U;
d - p+-n- U.
, , , p+-n- n-, [1]
, (2.1.13)
, di ~ ÖU.
, . ti, , 㳺 . ti ' . , , . , 321-03 ρn = 100 · 1 2. 321-03 15 - , - (0,6 0, 6) 2.
10 :
, (2.1.14)
I (15 ) 321-03 15 ;
di (10 ) 10 ;
di (U = 15 ) 15 ;
1 = 0,74 2 1;
2 = 0,36 2 321-03.
, j 0,5 - di(10 ) / di(15 ) Ö10/15 0,816, 321-03 15 , , , 10 .
, " Si2" [8],
, (2.1.15)
Nst ;
vht ;
σ ;
F " - Si2".
[8] σ = (10-15 - 10-17) -2, Nst = (1010 - 1013) -2. - 㳺.
:
, (2.1.16)
m = 9,11 10-31 .
, , σ Nst , . " - Si2" . 2.1.5. ( ).
. 2.1.5.
, F = 21 ds + 2 (m + 2ds) ds, l = 1,4 , m = 0,4 - 2 ( ). ds d = 17 , (2.1.1.).
, (2.1.16.) (2.1.15.), σ = 1 10-16 -2, Nst = 5 1012 -2, F, ITS = 8,5 10 -17 .
, , .
, -10 48-4-363-88 100 - 200 · .
:
- ;
- ;
- .
.
2.2 㳿
, , , , .
, 㳺 .
㳿 , , 㳺 .
. ( ), . 2.2.1.
. 2.2.1
60 , - 350 :
- SiO2 0,4 , ;
- 糺 +- 2,2 70-110 p+-n - ( );
- SiO2 + - 0,11 0,63 ;
- 糺 n+ - 20 ;
- 1 - 1,2 p+ - ;
- 0,1 - 0,4 0,01 n+ - .
2.3 㳿
2.1. , - 㳿. , .
:
- +-n- 0,63 , .. - .
.
1, 2.
:
1
2.
. 2.3.1. .
ϳ ' . ' . -, . 9-12 , . (. 2.3.1.) , .
: , ' . , . V. .
ͳ :
1- ;
3- ;
2- .
. 2.3.2.
- . ( ) - 2 . . . ̳ - . .
: , . ' . , . .
䳺 , 10-6 . . . .
. 2.3.3.
1 40 , . , , p+-n-.
. 2.3.3. 1.
̳ , - .
䳿 .
3.
3.1
.
:
- 15 35 ;
- 45 80 % ( 30 70 %);
- 84 106 ( 630 800 ..).
, , 1 .
3.1.1
³ 17772 0,4 1,1 50 .
, - . 3.1.1. 20 2 .
. 3.1.1 - -
1 - 5-21;
2 - 24-150;
3 - -23;
4 - -23;
5 - ;
6 - ;
7 - ( -288) ( R = 1 ) ;
8 - 2-8.
~ 0,5 . 1000 . . 0,4 - 1,1 -288, .
ϳ
, (3.1.1)
U , ;
U , ;
SIλ , /.
S.(λ) λ
S.(λ) = SIλ/ SIλ , (3.1.2)
SIλ - λ, /;
Sλ , /.
, . 3.1.2.
, . 3.1.3.
- 25%.
. 3.1.2
. 3.1.3 ³
.
3.1.2 -
, - 3.1.4, (202) . - , .
5 "-".
. 3.1.4 - - -
1 ;
2 - 5-43
3 - 5-44;
4 - "-" 7.0243.00.00;
5 - 7-21;
6 - 7.0002.00.00.
I, ,
I = k U, (3.2.1)
U , ;
k , /.
2,5 %.
(202) 2 , (602) - 40 .
- ( ) . 3.1.4 (202) . 0,01 - 0,1 5-43, 0,1 - 5-44.
- Hamamatsu (), . 3.1.5.
. 3.1.5. - Hamamatsu
- 1, , (202) . 3.1.6.
.
. 3.1.6. - 1
3.1.3 -
, - . 3.1.7.
. 3.1.7.
1 - 4-7;
2 - 5-46;
3 - 087.10.00;
4 - .42.0052.00.00;
5 - ī1 (ī2).
' . 4-7. .
. ' 1 ( 1 2 2) . 10 + 0,5 . 4-7. .
1 .
- , ,
(3.1.3.1.)
15%.
.3.1.2. -
.
1. .. . . : . 1978.
2. . . . : . . 164.
3. . : : , 1984.
4. . . : , 1989.
5. .. , .. , : , 1971.
6. .. , .. . . : , 1984.
7. . . : , 1970.
8. . , . . . :
1. .. , .. . : , 1984. . 2, . 47 - 65, . 94 -95, . 61, . 14.
2. .. . : , 1977. . 371.
3. .. , .. , : , 1971. . 25. . 161 - 162.
4. . , . . . : , 1989. . 45, . 288, . 296, . 486-487.
5. ... . : , 1973. . 27.
6. . . : , 1970. . 488, . 321.
7. . . : , 1989. . 313.
8. . : : , 1984. . 341.
10. . . . : . . 164.
λ, | SIλ103, / | U, | U, | SIλ(U// U) | Sλ, . . |
0,35 | 155,2 | 0,01 | 1,552 | 0,013468 | |
0,4 | 188,3 | 0,22 | 8,2852 | 0,071895 | |
0,45 | 225,8 | 1,05 | 18,23769 | 0,158258 | |
0,5 | 258,8 | 2,5 | 26,95833 | 0,233932 | |
0,55 | 291,9 | 7,4 | 35,41082 | 0,307279 | |
0,6 | 320,9 | 10,8 | 43,86987 | 0,380683 | |
0,65 | 346,6 | 15,8 | 55,88041 | 0,484905 | |
0,7 | 372,5 | 20,5 | 68,1808 | 0,591642 | |
0,75 | 393,7 | 21,7 | 79,10454 | 0,686433 | |
0,8 | 407,9 | 87,07978 | 0,755638 | ||
0,85 | 403,7 | 22,1 | 99,13078 | 0,860212 | |
0,9 | 370,2 | 33,5 | 109,7496 | 0,952356 | |
0,95 | 288,1 | 115,24 | |||
73,5 | 0,637799 | ||||
1,05 | 62,9 | 35,94286 | 0,311896 | ||
1,1 | 17,6 | 10,63333 | 0,092271 |
U (B) | I () |
1,00E-02 | 5,00E-13 |
2,00E-02 | 1,00E-12 |
4,40E-02 | 6,00E-12 |
7,20E-02 | 1,00E-11 |
9,30E-02 | 1,20E-11 |
5,00E-01 | 4,00E-11 |
1,00E+00 | 5,50E-11 |
5,00E+00 | 1,50E-10 |
1,00E+01 | 3,60E-10 |
3,00E+01 | 8,00E-10 |
6,10E+01 | 1,50E-09 |
9,10E+01 | 2,60E-09 |
1,20E+02 | 3,80E-09 |