Низкочастотная электроемкость полупроводникового диода с прыжковой электропроводностью по трехзарядным дефектам

Abstract

Впервые теоретически рассчитана емкость полупроводникового p+n+-диода, в котором и p+-область, и n+-область полностью компенсированы точечными радиационными дефектами (rt-дефектами) одного вида. Каждый rt-дефект вносит два уровня энергии в энергетическую щель (запрещенную зону) кристаллической матрицы и может находиться в одном из трех зарядовых состояний (−1, 0, +1). Такой диод, в котором отсутствуют и электроны в c-зоне, и дырки в v-зоне, называется ζ-диодом. Ток в ζ-диоде осуществляется только посредством прыжков электро-нов между rt-дефектами. В дрейфово-диффузионном приближении численно решена система стационарных нелинейных дифференциальных уравнений, описывающая прыжковую миграцию электронов по rt-дефектам. Рассчитаны статические вольт-фарадные характеристики ζ-диода на основе кристаллического кремния для интервала рабочих температур от 78 до 373 К. Отмечена возможность использования ζ-диодов в качестве радиационно-стойких варикапов, работающих при низких (криогенных) температурах.