Low-Frequency Admittance of Capacitor with Working Substance “Insulator–Partially Disordered Semiconductor– Insulator”
Open Access
- 15 October 2021
- journal article
- research article
- Published by Belarusian National Technical University in Devices and Methods of Measurements
- Vol. 12 (3), 202-210-210
- https://doi.org/10.21122/2220-9506-2021-12-3-202-210
Abstract
Исследование электрофизических характеристик кристаллических полупроводников с дефектами структуры представляет практический интерес при создании радиационно-стойких варакторов. По вольт-фарадным характеристикам разупорядоченного полупроводника можно определять концентрацию точечных дефектов в его кристаллической матрице. Цель работы – рассчитать низкочастотный адмиттанс конденсатора с рабочим веществом «изолятор – кристаллический полупроводник с точечными t-дефектами в зарядовых состояниях (−1), (0) и (+1) – изолятор». Слой частично разупорядоченного полупроводника толщиной 150 мкм отделен от металлических обкладок конденсатора диэлектрическими прослойками из полиимида толщиной 3 мкм. Частично разупорядоченный полупроводник рабочего вещества конденсатора представляет собой, например, сильнодефектный кристаллический кремний, содержащий точечные t-дефекты, случайно (пуассоновски) распределенные по кристаллу, в зарядовых состояниях (−1), (0) и (+1) между которыми прыжковым образом мигрируют одиночные электроны. Считается, что прыжки электронов происходят только с t-дефектов в зарядовом состоянии (−1) на t-дефекты в зарядовом состоянии (0) и с t-дефектов в зарядовом состоянии (0) на t-дефекты в зарядовом состоянии (+1). В работе впервые проведено усреднение коэффициентов прыжковой диффузии по всем вероятным длинам прыжка электрона между t-дефектами в зарядовых состояниях (−1), (0) и (0), (+1) в ковалентной кристаллической матрице. Для такого элемента рассчитаны низкочастотный адмиттанс и угол сдвига фаз между током и напряжением в зависимости от приложенного на электроды конденсатора напряжения при концентрации t-дефектов 3∙1019 см−3 для температур 250, 300 и 350 К и при температуре 300 К для концентраций t-дефектов 1∙1019, 3∙1019 и 1∙1020 см−3.Keywords
This publication has 23 references indexed in Scilit:
- Transition temperature from band to hopping direct current conduction in crystalline semiconductors with hydrogen-like impurities: Heat versus Coulomb attractionJournal of Applied Physics, 2011
- Calculation of capacitance of self-compensated semiconductors with intercenter hops of one and two electrons (by the example of silicon with radiation defects)Semiconductors, 2008
- Field effect and capacitance of silicon crystals with hopping conductivity over point radiation defects pinning the Fermi levelSemiconductors, 2007
- Stationary hopping photoconduction among multiply charged impurity atoms in crystalsPhysics of the Solid State, 1998
- Study of the Dielectric Function of Silicon Irradiated with a Large Dose of Neutronsphysica status solidi (a), 1991
- Interfacial CapacitancePhysica Status Solidi (b), 1990
- Nature of the Defect Determining the Fermi Level Stabilization in Irradiated Siliconphysica status solidi (a), 1982
- Screening of Electrostatic Fields in Semiconductors by Multicharged DefectsPhysica Status Solidi (b), 1978
- Static characteristics of the metal-insulator-semiconductor- insulator-metal (MISIM) structure—II. Low frequency capacitanceSolid-State Electronics, 1975
- Static characteristics of metal-insulator-semiconductor-insulator-metal (MISIM) structures—I. Electric field and potential distributionsSolid-State Electronics, 1975