Структурные дефекты и примеси в полупроводниках, страница 3

Кроме рассмотренных здесь дефектов по Френкелю, в кристаллах могут иметь место и другого рода дефекты, впервые рассмотренные Шоттки и названные его именем. «Дефекты по Шоттки» обычно имеют место в кристаллах с плотной упаковкой, когда образование дислоцированных атомов затруднено и энергетически невыгодно. В таких случаях процесс образования дефектов внутри кристалла может происходить следующим образом: отдельные атомы, образующие поверхностный слой, в результате теплового движения могут оказаться в состоянии «частичной диссоциации», т. е. лишь частично оторваться от соседних атомов, не покидая, однако, при этом поверхности кристалла. Поскольку такой акт требует меньшей затраты энергии, то очевидно, что вероятность «частичной диссоциации» всегда больше, чем вероятность полного отрыва атома от поверхности кристалла.

При частичном испарении («частичной диссоциации») на поверхности кристалла также возникает «дырка». Такая «дырка» вначале не совсем оформлена, поскольку над ней уже нет атомов решетки. Однако в дальнейшем она может диффундировать в объем кристалла и там уже оформиться в обычную «дырку» -  вакантный узел, окруженный со всех сторон атомами решетки        (рис. 2,6).

Следовательно, в отличие от дефектов по Френкелю, дефекты по Шоттки представляют собой одни лишь вакантные узлы (дырки) в решетке. Их появление должно сопровождаться уменьшением плотности кристалла за счет его разрыхления и достройки поверхностных слоев [4]. Примером кристаллов с дефектами по Шоттки являются, по-видимому, полупроводниковые кристаллы с дефектными структурами (Сu2Se, Cu2Te,In2Te3 и др.).

Таким образом, реальные кристаллы в отличие от идеальных — это кристаллы с дефектами в решетке. В одних кристаллах этими дефектами являются дислоцированные атомы (или ноны) и вакантные узлы ( образовавшиеся в результате внутреннего «испарения») атомов, в других кристаллах — это вакантные узлы, возникшие в результате неполного испарения некоторых атомов с поверхностных слоев кристалла. В действительности в реальных кристаллах обычно встречаются одновременно и те и другие дефекты. Однако, каково бы ни было их происхождение, именно они, обусловливают своим существованием целый ряд явлений в кристаллах, в первую очередь диффузию и электролитическую проводимость.