Полупроводниковый диод с прыжковой миграцией электронов по точечным дефектам кристаллической матрицы

Abstract

Впервые рассматривается полупроводниковый p+n+-диод, полностью компенсированный точечными радиационными 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.