ТЕМПЕРАТУРНІ ЗАЛЕЖНОСТІ ПОЛОЖЕННЯ РІВНЯ ФЕРМІ В ПРИ n - Ge НАЯВНОСТІ ГЛИБОКИХ ЕНЕРГЕТИЧНИХ РІВНІВ РАДІАЦІЙНОГО ТА ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПОХОДЖЕННЯ

При дослідженні зонної структури напівпровідників із глибокими енергетичними рівнями радіаційного та технологічного походження цікавим є визначення температурних залежностей положення рівня Фермі, що дає корисну інформацію про розподіл носіїв заряду в енергетичних зонах.

В даній роботі за допомогою холлівських вимірювань досліджено залежності концентрації носіїв заряду та положення рівня Фермі від температури: 1) в n-Ge з глибоким енергетичним рівнем E_c-0,2eB, який утворювався внаслідок γ опромінення дозою 1.22∙10¹⁷γкв/см²; 2) в германії після n→p -конверсії опроміненого дозою 1.34∙10¹⁸γкв/см² з глибоким рівнем E_v+0.27eB; 3) в легованому n→Ge  домішкою Au  із рівнем E_c – 0.2eB; 4) в n-Ge < Au >  при γ опроміненні дозою 2.4∙10¹⁸γкв/см², у забороненій зоні якого також виникає глибокий акцепторний рівень E_c – 0.2eB. При розрахунках враховувалась температурна залежність ширини забороненої зони германію та температурна залежність енергії активації глибокого рівня.

Для n-Ge з глибоким енергетичним рівнем E_c – 0.2eB, який утворювався внаслідок γ  опромінення дозою 1.22∙10¹⁷γкв/см², починаючи від абсолютного нуля, рівень Фермі E_f з підвищенням температури опускається від глибокого рівня E_c – 0.2eB до середини забороненої зони, перетинає її і далі веде себе, як у власному напівпровіднику. Для германію після n→p -конверсії опроміненого дозою 1.34∙10¹⁸γкв/см² з глибоким рівнем E_v+0.27eB при зростанні температури від абсолютного нуля E_f піднімається від глибокого рівня E_v+0.27eB, перетинає середину забороненої зони. При подальшому зростанні температури рівень Фермі веде себе, як в області власної провідності. У легованому n-Ge домішкою Au із рівнем E_c – 0.2eB та в n-Ge < Au > при γ опроміненні дозою рівень Фермі E_f починаючи від абсолютного нуля при збільшенні температури опускається в обох випадках від глибокого рівня E_c – 0.2eB  до середини забороненої зони, перетинає її і при подальшому зростанні температури веде себе як у власному напівпровіднику. Перехід n-Ge при високих температурах в область власної провідності для даного випадку спостерігається і на температурних залежностях концентрації носіїв заряду.

У представлених вище результатах не спостерігаються аномальні температурні залежності концентрації носіїв заряду як в [1], оскільки досліджувані нами глибокі енергетичні рівні знаходяться дещо далі від середини забороненої зони ніж у наведеній роботі.

Список літератури:

1. Карась Н.И. Глубокие уровни и аномальные температурные зависимости концентрации носителей заряда // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника. -1996. Вып. 31. – С. 28-34.