Поверхности полусферы

Для наиболее часто встречающихся в практике случаев прозрачной диэлектрической пленки на поверхности полупроводника р является функцией толщины пленки rflf показателей преломления пленки и подложки п^ и па, показателя поглощения подложки Й2>

Для устранения вуалирующего дей-. ствия фонового теплового излучения предложен метод, позволяющий включать чувствительность . фотослоя только на время экспонирования. Он основан на использовании полупроводниковых материалов, изменяющих: свои фоторезистивные свойства под действием электрического поля. В качестве фоточувствительного материала используют тонкие пластинки моио-кристаллического кремния, германия, сернистого свинца или арсенида галлия. Изображение получают непосредственно на поверхности полупроводника или на специальной токочувстви-тельной пленке, находящейся с ней в контакте.

Поверхностный пробой. Заряд, локализующийся на поверхности полупроводника в месте выхода р — «-перехода, может вызывать сильное изменение напряженности поля в переходе и его ширины. В этом случае более вероятным может оказаться поверхностный пробой перехода, что подробно будет рассмотрено в последующих параграфах этой главы.

• Наглядное представление о возникновении поверхностных со-, стояний можно получить из рассмотрения связей, действующих между атомами в объеме и на поверхности кристалла. На рис. 8.27 изображена плоская модель решетки германия. Атом в объеме кри-. сталла окружен четырьмя ближайшими соседями, связь с которыми, осуществляется путем попарного обобществления валентных электронов. У атомов, расположенных на свободной поверхности А А, одна валентная связь оказывается разорванной, а электронная пара неукомплектованной. Стремясь укомплектовать эту пару и заполнить свою внешнюю оболочку до устойчивой восьмиэлектрон-ной конфигурации, поверхностные атомы ведут себя как типичные акцепторы, которым в запрещенной зоне соответствуют акцептор^ ные уровни ?а (рис. 8.26, б). Электроны, попавшие на эти уровни из валентной зоны, не проникают в глубь кисталла и локализуются на расстоянии порядка постоянной решетки от поверхности. В валентной зоне возникают при этом дырки, а в поверхностном слое полупроводника — дырочная проводимость.

Заряжение поверхности полупроводника при заполнении поверхностных состояний сопровождается возникновением у поверхности^ слоя объемного заряда, нейтрализующего поверхностный заряд. Нейтрализация происходит путем притяжения к поверхности носителей-со знаком заряда, противоположным знаку заряда поверхности, и отталкивания носителей одного знака. Поэтому поверхностный слой-полупроводника оказывается обедненным носителями одного звнака; со знаком поверхностного заряда и обогащенным носителями противоположного знака.

Таким образом, у поверхности полупроводника существует область, электрические свойства которой определяются не объемными концентрациями примеси, а величиной поверхностного заряда. В этой области концентрация носителей может существенно отличаться от объемной концентрации. Наличие такой области оказывает существенное влияние на многие свойства полупроводника: электропроводность, работу выхода, фото-э. д. с. и др., а также на параметры приборов.

Заряжение поверхности полупроводника вызывает возникновение разности потенциалов между поверхностью и объемом полупроводника и, следовательно, искривление энергетических зон. При заряжении поверхности отрицательным знаком энергетические зоны изгибаются вверх, так как при перемещении электрона из объема на поверхность его потенциальная энергия увеличивается •(рис. 8.29). При положительном заряжении поверхности зоны изгибаются вниз. Изгиб простирается в глубь полупроводника примерно на дебаевскую длину .экранирования Z-д.

Рис. 8.29. Изгиб зон у поверхности полупроводника «-типа при отрицательном заряжении поверхности

Рис. 8.30. Структура энергетических зон у поверхности полупроводника

Обедненная область появляется в том случае, когда на поверхности полупроводника возникает поверхностный заряд, по знаку совпадающий со знаком основных носителей тока (рис. 8.31, а, г). Вызванный таким зарядом изгиб зон приводит к увеличению расстояния от уровня Ферми до дна зоны проводимости в полупроводнике и-типали до вершины валентной зоны в полупроводнике р-типа. Увеличение этого расстояния сопровождается обеднением

При высокой плотности поверхностного заряда, по знаку совпадающего со знаком основных носителей, расстояние от уровня •Ферми до потолка валентной зоны в полупроводнике «-типа оказывается меньше расстояния до дна зоны проводимости, вследствие чего концентрация неосновных носителей заряда (дырок) у поверхности полупроводника становится выше концентрации основных носителей и тип проводимости этой области изменяется. Это явление получило название инверсии, а слои, в которых оно наблюдается, называется инверсионными слоями (они показаны на рис. 8.31, б, <5).

где Ефо — плотность потока излучения, соответствующая углу ф; dQ - элементарный телесный угол, под которым из данной точки излучающего тела видна элементарная площадка на поверхности полусферы, имеющей центр в этой точке; ф — угол между нормалью к излучающей поверхности и направлением излучения. Наибольшее значение Е^о соответствует направлению нормали к поверхности (ф = 0). Для реальных тел закон Ламберта выполняется лишь приближенно.

Уравнение (5-7) является наиболее полной математической формулировкой закона Ламберта. Однако в этом уравнении пока неизвестно значение Еп. Для его определения необходимо уравнение проинтегрировать по поверхности полусферы, лежащей над плоскостью dFi, и полученное выражение сопоставить с (5-3).

Уравнение (5-7) является наиболее полной математической формулировкой закона Ламберта. Однако в этом уравнении пока неизвестно значение Еп. Для его определения необходимо уравнение проинтегрировать по поверхности полусферы, лежащей над плоскостью dFi, и полученное выражение сопоставить с уравнением (5-3).

Рис. 2-7. Распределение конвективного теплового потока вдоль поверхности полусферы. Данные [Л. 2-11]:

Основываясь на том обстоятельстве, что длина всех лучей, падающих с поверхности полусферы на центр

Пучок автоэлектронов, эмиттируемый с острия (3), вырезается зондирующим отверстием в аноде (4), фокусируется в центре молибденового полусферического коллектора (8) и далее движется по нормали к поверхности полусферы. Задерживающий потенциал подается на автоэмиттер (3). Кривая задержки записывается на самописце, а затем дифференцируется. Аналогичные конструкции используются в [128, 129].

Эта же задача решена английской фирмой «Ковентри Гейдж» следующим образом (рис. 61). Синусный стол выполнен в виде полусферы, сидящей в коническом гнезде основания. На боковой поверхности полусферы укреплены два сферических наконечника, оси которых расположены в диаметральной плоскости полусферы

где / — сила звука шума на поверхности полусферы радиуса г, в центре которой находится источник шума,

Средний уровень звукового давления определяют путем осреднения результатов измерений не менее чем в пяти точках на измерительной поверхности. Если источник шума расположен на полу или находится в открытом пространстве либо в большом помещении центр измерительной поверхности (полусферы) должен примерно совпадать с проекцией геометрического центра агрегата на пол. Площадь измерительной поверхности S = 2 к г , причем радиус измерительной поверхности г следует принимать не менее удвоенного значения наибольшего размера машины.

где Lj — допускаемый уровень звукового давления на рабочем месте, дБ (по табл. 11.3); F — площадь измерительной поверхности (полусферы), м2, определяемая по формуле F = 2я#2 (R — расстояние от рабочего места до центра проекции аппарата на его основании, м); рг — параметр, равный 1 м2; AL — поправка на групповую установку аппаратов в типовых условиях эксплуатации, дБ.