46 Содержание

1 Введение .................................................................................................................. 6

2 Литературный обзор……........................................................................................ 8

2.1 Электрические методы исследования электрофизических и фотоэлектрических свойств полупроводников....................................................... 8

2.1.1 Вольт-амперная характеристика.................................................................8

2.1.2 Вольт-фарадная характеристика, вольт-сименсная характеристика..... 9

2.1.3 Метод нестационарной спектроскопии глубоких уровней, фотопроводимость.................................................................................................... 10

2.1.4 Фото-электродвижущая сила................................................................... 11

2.1.5 Фотоемкостной эффект ........................................................................... 11

2.2 Наблюдение фотостимулированных эффектов в полупроводниках …….. 12

2.2.1 Фотостимулированные преобразования в элементарных п/п….............12

2.2.2 Фотостимулированные преобразования в A^IIIB^V…………….……..…...14

2.2.3 Фотостимулированные преобразования в A^IIB^VI………….….…............16

2.3 Теоретическое описание и модели фотостимулированных изменений в полупроводниках .. ...................................................................................................21

2.4 Выводы по главе ...............................................................................................22

3 Теоретическое рассмотрение шумовых свойств фоторезисторов при совместном действии напряжения и фоновой засветки…………………...…….24

3.1 Экспериментальные результаты по шумам фоторезисторов из CdSe……..24

3.2 Расчет фотопроводимости и напряжения шума при действии фоновой засветки……………………………………………………………..……………….27

3.3 Расчет дисперсии флуктуаций числа носителей заряда в примесно-дефектных полупроводникам при действии фона………………………...……..29

3.4 Сравнительный анализ экспериментальных и теоретических результатов…………………………………………………….……………………32

3.5 Выводы по главе ……………………………………..…………………….....33

4 Модельные представления о формировании электрических свойств в поликристаллических материалах при фоновой засветке…………………...…..34

4.1 Математическая модель изменения шума фоторезистора при действии фона………………..……………….……..……………….……..………...………..34

4.2 Физическая модель формирования шума в поликристаллических полупроводниках при действии фона………………………..……………………35

4.3 Выводы по главе ………………..…………………….……………................36

5 Заключение …………………………………………………….…………...…….37

Список использованных источников.….……..……………….……..……………38

Приложение А. Решение интеграла …..……………………………….……….…40

1 Введение

Изучение шумовых свойств полупроводников в сочетании с внешними воздействиями способно дать информацию, недоступную другим методам. Так, наличие фоновой засветки способно качественно и количественно изменить шумовые свойства полупроводникового прибора, изготовленного из кремния и соединений A^IIB^VI (GaAs, InSb). Эти изменения могут использоваться как на практике, так в научных исследованиях, поскольку помогают глубже понять механизмы перестройки дефектной структуры полупроводника при допороговых воздействиях. Ввиду многих причин флуктуации заряда в полупроводнике механизмы изменения шума в полупроводниковых соединениях типа CdSe при засветке до настоящего времени не установлены.

Ранее при исследовании шумовых свойств фоторезистора на основе CdSe получены экспериментальные зависимости плотности шума от напряжения смещения и уровня фоновой засветки. Расчет дисперсии числа носителей заряда в полупроводниках является довольно сложным процессом, учитывающим влияние множества факторов. Одним из таких факторов является воздействие фоновой засветки на образец, сложным образом влияющей на зависимости шумового напряжения от параметров эксперимента. Объяснение этому влиянию не может быть дано в рамках классических представлений о структуре полупроводника и механизмах формирования шума.

Целью работы является установление физических механизмов формирования шума в полупроводниковых соединениях A^IIB^VI и построение физико-математической модели их формирования в фоторезисторах из поликристаллического n-CdSe, объясняющей возникновение одного или нескольких минимумов шумового напряжения при определенных значениях напряжения смещения и мощности фоновой засветки.

Указанная цель достигается решением следующих задач:

а) изучение монографий и периодических изданий по структуре полупроводниковых соединений A^IIB^VI и их электрическим свойствам;

б) изучение периодической литературы по фотоэлектрическим и шумовым свойствам полупроводниковых соединений A^IIB^VI в частности CdSe;

в) рассмотрение влияния фоновой засветки на фотопроводимость и шумовое напряжение полупроводниковых фоторезисторов;

г) расчет дисперсии флуктуации числа носителей заряда по теореме Лэкса;

д) учет флуктуации неравновесных носителей сгенерированных засветкой, в формировании шумового напряжения фоторезистора;

е) рассмотрение математической модели влияния засветки на шумы фоторезисторов из n-CdSe;

ж) построение физической модели формирования электрических свойств в поликристаллическом соединении A^IIB^VI.