Структурные дефекты и примеси в полупроводниках, страница 5

Аналогичным образом может быть получена и формула для температурной зависимости концентрации дефектов по Шоттки:

Здесь N, как и выше,— концентрация атомов в 1 см3 кристалла, а ΔUS — энергия дефектообразования.

Энергия дефектообразования не является постоянной величиной, а в свою очередь уменьшается с температурой. В первом приближении можно считать это изменение линейным, т. е. для дефектов по Френкелю

для дефектов по Шоттки. Здесь ΔUо и ΔUSо  — энергии дефектообразования экстраполированная к абсолютному нулю, а α и β — некоторые константы. Подставив (1,9) и (1,10) в (1,7а) и (1,8), соответственно получаем

для дефектов по Френкелю и

 для дефектов по Шоттки.

Множители ВF и ВS для различных кристаллов колеблются в широких пределах от 2 — 5 до ~50.

§ 4. Радиационные дефекты в кристаллах

Структурные нарушения типа дефектов по Френкелю могут возникнуть также при облучении кристаллов быстрыми частицами: нейтронами, дейтронами, с осколками деления ядер и электронами. Фотоэлектроны и комптон-электроны, возникающие при облучении кристаллов γ-квантами, также могут приводить к образованию структурных дефектов. Структурные дефекты в кристаллах, возникающие при облучении, будем называть радиационными дефектами. В отличие от тепловых радиационные дефекты термодинамически неравновесны, так что после прекращения облучения состояние кристалла не является стационарным.

Отжиг кристаллов при высокой температуре после облучения быстрыми частицами приводит к ускорению диффузии радиационных дефектов и их быстрой рекомбинации.

Рассмотрим механизм возникновения радиационных дефектов при облучении кристалла нейтральными и заряженными быстрыми частицами. Прохождение быстрых частиц через кристаллы сопровождается сложными процессами, среди которых основными являются следующие:

1) упругие столкновения быстрых частиц с ядрами атомов кристалла;

2) возбуждение и ионизация при помощи быстрых частиц электронов, связанных с атомами кристалла;

3) ядерные трансмутации — активация некоторой части атомов кристалла, которые после радиационного распада превращаются в примесные центры.