Основные требования к полупроводниковым материалам

| Категория реферата: Рефераты по математике
| Теги реферата: русские шпоры, курсовая работа по менеджменту
| Добавил(а) на сайт: Кемоклидзе.

При разработке материалов для термоэлектрических приборов важное значение имеет температурная зависимость эффективности и определяющих ее параметров. С увеличением температуры в области примесной электропроводимости удельное сопротивление полупроводника растет в связи с уменьшением подвижности носителей зарядов из-за увеличения теплового рассеяния кристаллической решеткой. По этой причине уменьшается эффективность материала. Таким образом, в материалах для термоэлементов должно быть по возможности более слабое падение подвижности носителей зарядов при средних и высоких температурах.

Основным требованием к исходному материалу преобразователей ЭДС Холла является высокая подвижность носителей заряда, так как при этом ЭДС Холла соизмерима с выходным напряжением. Однако выходное напряжение должно быть достаточно большим, чтобы полезный сигнал имел необходимое значение. Максимальное допустимое входное напряжение ограничивается максимальной допустимой мощностью. Таким образом, при большой подвижности носителей заряда материал должен иметь выходное удельное сопротивление. Например, преобразователь ЭДС Холла из антимонида индия имеет меньшую максимальную ЭДС Холла, чем преобразователь из германия, у которого подвижность электронов почти в 20 раз меньше.

ЭДС Холла обычно пропорциональна толщине кристаллов полупроводника. Поэтому исходный материал должен обеспечивать создание преобразователей ЭДС Холла, имеющих малую толщину.

Аналогичные требования предъявляются к исходным материалам для магниточувствителных полупроводниковых приборов - полупроводниковых магниторезисторов.

Для тензочувствительных полупроводниковых приборов - тензорезисторов и тензодиодов нужны полупроводниковые материалы характеризующиеся много долинными энергетическими зонами с возможно большей анизотропией эффективных масс или подвижностей носителей заряда по различным кристаллографическим осям. Так как структура и свойства зоны проводимости и валентной зоны одного и того же полупроводника могут существенно отличаться, то характер и значение тензочувствительности в полупроводнике с n- и p-типом электропроводимости могут быть различны. Поэтому малая тензочувствительность в n-полупроводнике еще не означает, что она не может быть большой в p-полупроводнике того же самого материала.

Кроме большой тензочувствительности, материал для тензочувствительных полупроводниковых приборов должен обладать химической инертностью, иметь высокое значение разрушающего механического напряжения, т. е. быть механически прочным, иметь большую ширину запрещенной зоны, позволяющую делать тензоприборы с большой максимальной допустимой температурой.

Основным материалом для изготовления полупроводниковых тензорезисторов в настоящее время является кремний. Это объясняется не только тем, что кремний лучше других полупроводников удовлетворяет перечисленным требованиям для изготовления тензорезисторов, но и тем, что свойства кремния исследованы наиболее детально, налажена промышленная технология получения однородных монокристаллов кремния с малым числом дефектов, что, в свою очередь, позволяет выбирать материал с нужными параметрами и известной температурной зависимостью удельного сопротивления, а также облегчает создание невыпрямляющих контактов.