Record Details

SEMICONDUCTOR DIODE WITH HOPPING MIGRATION OF ELECTRONS VIA POINT DEFECTS OF CRYSTALLINE MATRIX

Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title SEMICONDUCTOR DIODE WITH HOPPING MIGRATION OF ELECTRONS VIA POINT DEFECTS OF CRYSTALLINE MATRIX
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД С ПРЫЖКОВОЙ МИГРАЦИЕЙ ЭЛЕКТРОНОВ ПО ТОЧЕЧНЫМ ДЕФЕКТАМ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ МАТРИЦЫ
 
Creator N. Poklonski A.; Belarusian State University
A. Kovalev I.; Belarusian State University
S. Vyrko A.; Belarusian State University
A. Vlassov T.; Belarusian State University
Н. Поклонский А.; Белорусский государственный университет
А. Ковалев И.; Белорусский государственный университет
С. Вырко А.; Белорусский государственный университет
А. Власов Т.; Белорусский государственный университет
 
Subject irradiation-induced multicharge defects; hopping migration of electrons; drift-diffusion approximation; semiconductor diode; current-voltage characteristics
радиационные многозарядные дефекты; прыжковая миграция электронов; дрейфово-диффузионное приближение; полупроводниковый диод; вольт-амперная характеристика
 
Description For the first time, a semiconductor p+n+-diode is considered, which is completely compensated with the point irradiationinduced defects (rt-defects) of one kind in three charge states (−1, 0, +1 in elementary charge units) on the background of the crystalline matrix. Each rt-defect introduces two energy levels into the semiconductor band gap. Such a diode, in which electrons in the conduction band and holes in the valence band are absent, is called a ζ-diode. The charge transport in the ζ-diode is performed by electron hopping via rt-defects only. In the drift-diffusion approximation, a system of nonlinear differential equations, which describes the hopping migration of electrons via rt-defects, is solved numerically. The distribution of the electric potential and the charge states along the ζ-diode, as well as its static current-voltage characteristics are calculated for a temperature of 78 K. The possibility of hopping current rectification in the ζ-diode based on crystalline silicon, partially disordered by the point irradiation-induced defects, is shown. 
Впервые рассматривается полупроводниковый p+n+-диод, полностью компенсированный точечными радиацион- ными дефектами (rt-дефектами) одного сорта в трех зарядовых состояниях(-1, 0, +1 в единицах элементарного заряда) на фоне кристаллической матрицы. Каждый rt-дефект вносит два уровня энергии в запрещенную энергетическую зону полупроводника. Такой диод, в котором отсутствуют и электроны в зоне проводимости, и дырки в валентной зоне, называется ζ-диодом. Перенос зарядов в ζ-диоде осуществляется только посредством прыжков электронов между rt-дефектами. В дрейфово-диффузионном приближении численно решена система нелинейных дифференциальных уравнений, описывающая прыжковую миграцию электронов по rt-дефектам. Рассчитаны распределение электрического потенциала и зарядовых состояний дефектов вдоль ζ-диода, а также его статическая вольт-амперная характеристика для температуры 78 К. Показана возможность выпрямления прыжкового тока в ζ-диоде на основе кристаллического кремния, частично разупорядоченного точечными радиационными дефектами. 
 
Publisher The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"
 
Contributor —
—
 
Date 2017-08-15
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
—
—
 
Format application/pdf
 
Identifier http://doklady.belnauka.by/jour/article/view/419
 
Source Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus; Том 61, № 3 (2017); 30-37
Доклады Национальной академии наук Беларуси; Том 61, № 3 (2017); 30-37
1561-8323
 
Language rus
 
Relation http://doklady.belnauka.by/jour/article/view/419/420
Coates, R. The optical and electrical effects of high concentrations of defects in irradiated crystalline gallium arsenide / R. Coates, E. W. J. Mitchell // Adv. Phys. – 1975. – Vol. 24, N 5. – P. 593–644. doi.org/10.1080/00018737500101471
Козлов, В. А. Легирование полупроводников радиационными дефектами при облучении протонами и α-частицами / В. А. Козлов, В. В. Козловский // Физика и техника полупроводников. – 2001. – Т. 35, № 7. – С. 769–795.
Лебедев, А. А. Радиационная стойкость SiC и детекторы жестких излучений на его основе / А. А. Лебедев, A. М. Иванов, Н. Б. Строкан // Физика и техника полупроводников. – 2004. – Т. 38, № 2. – С. 129–150.
Брудный, В. Н. Зарядовая нейтральность в полупроводниках: дефекты, границы раздела, поверхность / В. Н. Брудный // Изв. вузов. Физика. – 2013. – Т. 56, № 7. – С. 27–29.
Поклонский, Н. А. Дрейф и диффузия электронов по двухуровневым (трехзарядным) точечным дефектам в кристаллических полупроводниках / Н. А. Поклонский, А. И. Ковалев, С. А. Вырко // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2014. – Т. 58, № 3. – С. 37–43.
Поклонский, Н. А. Прыжковая электропроводность в компенсированных полупроводниках и приборных структурах на их основе / Н. А. Поклонский // Междунар. зимняя школа по физике полупроводников 2011: науч. прогр. и тез. докл., С.-Петербург–Зеленогорск, 25–28 февр. 2011 г. – СПб., 2011. – С. 43–48.
Поклонский, Н. А. Расчет электрической емкости самокомпенсированных полупроводников с межцентровыми прыжками одного и двух электронов (на примере кремния с радиационными дефектами) / Н. А. Поклонский, С. А. Вырко, А. Г. Забродский // Физика и техника полупроводников. – 2008. – Т. 42, № 12. – С. 1420–1425.
Юдинцев, В. Радиационно стойкие интегральные схемы. Надежность в космосе и на Земле / В. Юдинцев // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. – 2007. – № 5. – С. 72–77.
Korvink, J. G. Semiconductors for Micro- and Nanotechnology: An Introduction for Engineers / J. G. Korvink, A. Greiner. – Weinheim: Wiley, 2002. – 340 p. doi.org/10.1002/3527600221
Поклонский, Н. А. Стационарная прыжковая миграция биполяронов по «мягким» точечным дефектам в частично разупорядоченных полупроводниках / Н. А. Поклонский, С. А. Вырко, А. И. Ковалев // Весці НАН Беларусі. Сер. фіз.-мат. навук. – 2014. – № 3. – С. 91–96.
Поклонский, Н. А. Стационарная прыжковая фотопроводимость по многозарядным примесным атомам в кристаллах / Н. А. Поклонский, С. Ю. Лопатин // Физика твердого тела. – 1998. – Т. 40, № 10. – С. 1805–1809.
Климкович, Б. В. Прыжковая электропроводность на переменном токе ковалентных полупроводников с глубокими дефектами / Б. В. Климкович, Н. А. Поклонский, В. Ф. Стельмах // Физика и техника полупроводников. – 1985. – Т. 19, № 5. – С. 848–852.
Watkins, G. D. Intrinsic defects in silicon / G. D. Watkins // Mater. Sci. Semicond. Process. – 2000. – Vol. 3, N 4. – P. 227–235. doi.org/10.1016/s1369-8001(00)00037-8
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).