Концентрация собственных

По способу создания пересыщения в кристаллизуемом расплаве многочисленные варианты метода жидкофазной эпитаксии можно разбить на две большие группы. В первой неизотермической группе, в которой кристаллизационный процесс протекает в нестационарных условиях, расплав, содержащий растворенное вещество в равновесной для его температуры Т\ концентрации х\ ( 6.27, а, точка 1), пересыщают, принудительно охлаждая до температуры Т2, при которой концентрация растворенного вещества равна xz ( 6.27, а точка 2). Такой метод получил название «метод равновесного охлаждения». К этой же группе относят вариант жидкофазной эпитаксии, в котором расплав состава х\ перед началом кристаллизационного процесса переохлаждают до температуры Г2, что создает в нем пересыщение Дл:, определяемое разностью концентраций х\—х2 ( 6.27, а, точка 2). После приведения подложки в контакт с расплавом температуру его принудительно понижают до 7'3, соответствующей концентрации х3 ( 6.27, а, точка 3). Такой метод получил название «метод переохлаждения расплава».

весные концентрации в момент времени т = 0 и т соответственно, атом/см3; N — концентрация растворенного вещества в твердой фазе, атом/см3.

где С — концентрация растворенного в расплаве вещества, атом/см3; т — время, с; Ож — коэффициент диффузии растворенного вещества в расплаве, см2/с; х — растояние от границы раздела фаз в глубь расплава, см; / — линейная скорость движения фазовой границы в глубь расплава, см/с.

где С0 — начальная концентрация растворенного в расплаве компонента полупроводникового соединения, атом/см3; Ср — равновесная концентрация для Т$ = Т\ — АГ (см. 6.27, а), атом/см3.

где Nc — собственная концентрация растворенного вещества в эпитаксиальном слое, ат. доли; m — наклон линии ликвидус, °С-см3/ат.

Спаи со стеклами. Между металлом и стеклбм связь, как полагают, осуществляется за счет растворения окисной пленки в соединяемых материалах; между ними образуется переходная зона, в которой плавно изменяется концентрация растворенного окисла. Металл должен быть согласован со стеклом, т. е. их коэффициенты расширения должны отличаться не более чем на 10~6 1/град.

Концентрация растворенного вещества в растворе обычно выражается:

Кипение и конденсация в закрытых системах— компенсаторах объема, автоклавах. На 4.8 изображен обычный контур компенсатора объема водного реактора с замкнутым циклом. В него входит сосуд, в котором кипятится вода с помощью электрических нагревателей для поддержания паровой фазы при заданном давлении я. Обычно для уравновешивания компенсатора давления с системой применяется разбрызгиватель; обратный поток проходит через линию в днище. Вентиль может перекрываться непрерывно или прерывно. Скорости потока, энтальпия и концентрация растворенного газа обозначаются W, h и С соответственно. Внешняя потеря тепла — <7о и общее тепло, подводимое электрическим нагревателем, — qT. Будет предполагаться, что температура (°С) везде одинакова и соответствует насыщению пара при давлении я. Далее предполагается, что газ в пузырьках пара, образующихся в жидкости, находится в кажущемся равновесии с жидкостью, концентрация газа в. паре — С3. Тогда может быть рассчитано распределение газа в компенсаторе давления. Сначала необходимо рассчитать скорости выхода пара из кипящей жидкости и обратного перехода жидкости из паровой фазы. Они получаются из теплового баланса

скорость разложения слишком низкая по сравнению с данными, полученными на кипящих водных реакторах. Так, при 600 Мет в реакторе Янки при поглощении энергии около 2,64 вт/г выход разложения равен 1,ЫО~3 молекул ЫНз/100 эв. Концентрация аммиака равна около 10 мг/кг, концентрация растворенного водорода 25 см3/кг. Таким образом, отношение [МНз]/[Н2] в соразмерных единицах равно около 0,5. Заметим (см. табл. 4.3), что предсказанный Андерсоном [15] выход в тяжелой воде для описанных химических условий равен 2,ЫО~2, т. е. выше примерно в 20 раз. Как отмечено позже, выходы в кипящих тяжеловодных системах являются промежуточными между двумя рядами данных, описанных выше. Соломон и др. [29] не нашли заметного влияния водорода в области от 25 до 100 см31кг воды при отношении [NH3]/[H2] от 0,025 до 0,006. Вполне возможно, что реакция разложения становится нулевого порядка относительно водорода при этих очень низких отношениях. На то, что материалы и ядерные характеристики зоны и, возможно, состав теплоносителя (DjO или IH^O) имеют значение для стабильности аммиака, указывают другие данные. Так, в Агесте (реактор низкой мощности, тяжеловодный теплоноситель, топливо — UOg с оболочкой из циркония), как сообщил Райдл [31], при 15 мг/кг N2 и 3 мг/кг D2, растворенных в теплоносителе, достигалась стабильная концентрация 3 мг/кг NDs.

Температура (на входе в экспериментальный участок) Расход в петле Расход в системе очистки Постоянная очистки для 138Cs Концентрация растворенного кислорода

Концентрация растворенного водорода

6.35. Удельная проводимость образца собственного кремния при Г=300 К равна 4,3 -10~4 См/м. Какова концентрация собственных носителей? Если через образец проходит ток, то какая часть этого тока обусловлена электронами?

^6.37. Дан образец легированного кремния «-типа длиной 10 мм, шириной 2 мм и толщиной 1 мм. Подвижности электронов и дырок равны соответственно 0,12 и 0,05 м2/ (В -с), концентрация собственных носителей заряда л,— 1,5- 1016 м 3. Определить: а) концентрацию примеси в образце, если сопротивление образца #=150 Ом; б) отношение дырочной удельной проводимости к электронной. Решение, а) Определим удельное сопротивление материала

Решение. Концентрация собственных носителей заряда Пг определяется из выражения

6.58. При какой температуре концентрация собственных носителей щ в кремнии будет равна концентрации собственных носителей в германии при Г=300 К?

6.63. Брусок кремния размером 10x10x10 мм3 при Т= =300 К содержит в качестве примесей галлий с концентрацией Afa=1019 атомов/м3 и мышьяк с концентрацией Nn= =1,5 -10'9 атомов/м3. Определить сопротивление бруска между двумя противоположными сторонами, если концентрация собственных носителей заряда п/=1,5.1016 м~3,подвижность электронов ци=0,12 м2/(В-с) и подвижность дырок цр=0,05 м2/(В-с).

6.81. На одной стороне образца германия n-типа имеется инжектирующий контакт. При некотором напряжении смещения концентрация дырок у контакта увеличивается до 1020 м~3. Удельное сопротивление образца р=2х X1Q-2 Ом-м, время жизни носителей т=10^4 с, подвижность электронов ц„=0,36 м2/(В-с), подвижность дырок лр=0,17 м2/(В-с) и концентрация собственных носителей п,=1,3-1019 м-3.

6.83. Напряженность электрического поля в кристалле собственного кремния ?=500 В/м, а подвижности электронов ц,„ и дырок цр соответственно равны 0,14 и 0,05 м2/(В-с). Концентрация собственных носителей п,= =1,5-1016 м-3. Определить: а) скорости дрейфа электронов vn и дырок vp; б) удельное сопротивление кремния р,-; в) полный дрейфовый ток /, если площадь поперечного сечения Я=3-10-6 м2.

7.7. В германиевом p-n-переходе удельная проводимость р-области ар=104 См/'м и удельная проводимость м-обла-сти оп=102 См/м. Подвижности электронов \in и дырок ЦР в германии соответственно равны 0,39 и 0,19 м2/(В-с). Концентрация собственных носителей в германии при Т= =300 К пг=2,5-1019 м~\ Вычислить контактную разность потенциалов (высоту потенциального барьера) при Т= =300 К. .....'

Определить обратный ток насыщения диода, если подвижность электронов л„—0,30 м2/(В-с), подвижность дырок \ip=Q,\5 м2/(В-с), концентрация собственных носителей заряда п4=2,5-1019 м~3 при 7=300 К.

7.12. В германиевом p-ft-переходе удельные сопротивления областей равны: рр=4,2-10~4 Ом-м и рп=2,08х ХЮ-2Ом-м. Подвижность электронов ^„=0,3 м2/(В-с) и дырок ц,р=0,15 м2/(В-с), концентрация собственных носителей заряда равна nj=2,5-1019 м~3. Время жизни неосновных носителей заряда ^=75 мкс и тр=150 мкс. Площадь поперечного сечения p-n-перехода Я=10~6 м2. (Г = 300 К).

плотность тока, текущего через р-л-переход при прямом напряжении, равном 0,3 В. Температура Г=300 К, концентрация собственных носителей заряда п/=1,4-1016 м~3, подвижность электронов (гп=0,12 м2/(В-с), подвижность дырок Цр=0,05 м2/(В-с).