Словарь (стр. 43 )

3) Соединения типа АIIBVI и AIVBVI, а также их тв. растворы (напр., ZnS, CdS, CdTe, PbTe и др.; см. табл.).

Связь между атомами в П. м. типов AIIBV1 и AIVBVI — ковалентно-ионная; физ. свойства в значит. мере определяются содержанием точечных дефектов, обусловленных отклонением от стехиометрич. состава.

4) Соединения элементов VI группы (О, S, Se, Те) с элементами I—V групп, а также с переходными и редкозем. металлами. Преобладает ионная связь, многие из них обладают ферромагн. или антиферромагн. свойствами (см. Магнитные полупроводники).

5) Тройные соединения AIIBIVCV2 (CdSnAs2, CdGeAs2, ZnSnAs2 и др.) и тв. растворы на их основе. Часто на­блюдается магн. (большинство ферри­тов) и электрическое (сегнетополупроводники) упорядочение. П. м. явл. также нек-рые в-ва в аморфном и жидком состоянии (см. Аморфные полу­проводники, Жидкие полупроводники), а также мн. органич. соединения (см. Органические полупроводники). • , Химия алмазоподобных полупроводников, Л., 1963; , Д а ш е в с к и й М. Я., Ма­териаловедение полупроводников и металло­ведение, М., 1973; ,

, Основы пленочного по­лупроводникового материаловедения, М., 1973; Р о д о М., Полупроводниковые мате­риалы, пер. с франц., М., 1971.

.

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБО­РЫ, общее название разнообразных приборов, действие к-рых основано на свойствах полупроводников, однород­ных (табл. 1) и неоднородных, содер­жащих p — n-переходы (см. Электрон­но-дырочный переход) и гетеропереходы (табл. 2, 3). В П. п. используются разл. явления, связанные с чувствитель­ностью полупроводников к внеш. воз­действиям (изменению темп-ры, дей­ствию света, электрич. и магн. полей и др.), а также поверхностные свойства полупроводников (контакт полупро­водник — металл, полупроводник - диэлектрик и их сочетания).

Наряду с одиночными П. п., клас­сификация к-рых приведена в табл. 1, 2, 3, к П. п. относят также полупро­водниковые и н т е г р а л ь н ы е м и к р о с х е м ы — монолитные функ­циональные узлы, все элементы к-рых изготавливаются в едином технология, процессе.

• , Ч и р к и н Л. К., , Полупроводниковые приборы, 2 изд., М., 1973; , Основы физики полупроводниковых приборов, 2 изд., М., 1969; 3 и С. М., Фи­зика полупроводниковых приборов, пер. с англ., М., 1973.

Табл. 1. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ НА ОСНОВЕ ОДНОРОДНОГО ПОЛУПРОВОДНИКА

Табл. 2. МНОГОПЕРЕХОДНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ

568

Табл. 3. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ С ОДНИМ p-n-ПЕРЕХОДОМ, ГЕТЕРОПЕРЕХОДОМ ИЛИ ПЕРЕХОДОМ МЕТАЛЛ — ПОЛУПРОВОДНИК

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДЕТЕК­ТОР, прибор для регистрации ч-ц, осн. элементом к-рого явл. кристалл полупроводника. Регистрируемая ч-ца, проникая в кристалл, генерирует в нём дополнит. (неравновесные) элек­тронно-дырочные пары. Носители за­ряда (электроны и дырки) под действи­ем приложенного электрич. поля «рас­сасываются», перемещаясь к электро­дам П. д. В результате во внеш. цепи П. д. возникает электрич. импульс, к-рый далее усиливается и регистри­руется (рис.). Для достижения доста­точно высокой чувствительности необ­ходимо, чтобы в отсутствии регистрируемых ч-ц полупроводник был обед­нён носителями, т. е. имел миним. электропроводность.

Рис. Полупроводниковые детекторы (штриховкой выделена чувствит. область): n — об­ласть полупроводника с электронной проводимостью; p — с дырочной; г — с собств. проводимостью; а — кремниевый поверхностно-барьерный детектор; б — планарный диффузионно-дрейфовый германиевый детектор; в — коаксиальный диффузионно-дрейфо­вый Ge(Li)-детектор.

Это достигается использованием p — n-перехода, на к-рый подают обратное (запирающее) напряжение V. Слой полупроводника вблизи границы p — n-перехода, обед­нённый носителями заряда и обладаю­щий высоким уд. электросопротивле­нием ρ, явл. чувствит. слоем П. д. Глу­бина чувствит. слоя W=0,5√ρV (W в мкм, ρ в Ом•см, V в В). Остальная часть кристалла полупроводника об­разует нечувствительный (мёртвый) слой.

Заряд, собранный на электродах П. д., пропорц. энергии, выделенной ч-цей при прохождении через чувст­вит. слой. Поэтому, если ч-ца полностью тормозится в нём, П. д. может работать как спектрометр. Ср. энер­гия, необходимая для образования од­ной электронно-дырочной пары, в по­лупроводнике мала (у Si — 3,8 эВ, у Ge — 2,9 эВ). В сочетании с высокой плотностью в-ва это позволяет полу­чить высокую разрешающую способ­ность по энергии Δо/о, достигаю­щую ~1% при о~10 кэВ и ~0,1% при о~1000 кэВ. Если ч-ца пол­ностью тормозится в чувствит. слое, то эффективность её регистрации ~100%. Большая подвижность носи­телей тока в Ge и Si позволяет быстро собирать заряд на электродах за время ~10-8 с, что обеспечивает высокое временное разрешение П. д.

Высокое энергетич. разрешение П. д. может быть достигнуто лишь при ох­лаждении детекторов до темп-ры жид­кого азота, т. к. из-за малой ширины запрещённой зоны в Si и Ge даже в случае собств. проводимости концен­трация свободных носителей при ком­натной темп-ре велика. Кроме того, при охлаждении существенно увели­чивается подвижность носителей, бла­годаря чему обеспечивается более пол­ный их сбор на электродах. В связи с этим П. д. обычно размещают в криостатах, в к-рых поддерживается вакуум ~10-6 мм рт. ст.

В П. д. используются т. н. поверх­ностно-барьерные (сплавные) переходы (W~1 — 2 мм, мёртвый слой ~0,1 — 2 мкм) и диффузионные переходы. Введение примеси Li в Ge и Si (ионы Li захватывают носители и умень­шают проводимость) увеличивает W для плоских (п л а н а р н ы х) П. д. до 15 мм (диффузионно-дрейфовые П. д., имеющие pin-структуру) и поз­воляет создавать коаксиальные дрейфо­вые германиевые П. д. с примесью Li [Ge(Li)] с рабочим объёмом ~200 см3 для регистрации жёстких γ-квантов (о≥1МэВ). Из «сверхчистого» Ge (концентрация примесей ~10-10 в 1 см3), сопротивление к-рого близко к собственному, также изготавливают планарные П. д. площадью ок. 19 см2 и W≈16 мм и коаксиальные П. д. объ­ёмом до 75 см3.

Для обеднения носителями в П. д. используется также предварит. облу­чение кристалла γ-квантами. Образую­щиеся радиационные дефекты явл. ловушками для носителей (радиацион­ные П. д.). Поверхностно-барьерные и диффузионные кремниевые П. д. обладают миним. толщиной мёртвого слоя (от десятых долей мкм до неск. мкм). Их используют для спектромет­рии осколков деления атомных ядер, α-частиц с энергиями ≤20 МэВ, про­тонов с энергиями ≤5 МэВ и электро­нов с энергиями ≤200 кэВ. В этом случае пробег ч-ц ещё полностью ук­ладывается в чувствит. слое П. д. д. используются также для спектрометрии ч-ц более высоких энер-

569

гий, когда пробег ч-ц больше глубины обеднённой области. При этом с по­мощью П. д. определяют удельные ионизац. потери энергии ч-ц или их координаты с пространств. разрешени­ем до 50 мкм (позиционно-чувствительные П. д.).

Для спектрометрии мягкого рентг. излучения обычно используют диф­фузионно-дрейфовые П. д. из кремния с примесью лития, а также германие­вые П. д. Для спектрометрии γ-квантов применяют коаксиальные диффу­зионно-дрейфовые П. д. из Ge(Li) и из сверхчистого Ge. Применяют также полупроводники с большой шириной запрещённой зоны оg (CdTe с оg=1,5 эВ и HgI с оg=2,l эВ). Однако из-за большей ср. энергии образова­ния пары электрон — дырка их энер­гетич. разрешение хуже, чем в случае Ge и Si.

В процессе работы в П. д. происхо­дит накопление радиац. дефектов в его чувствит. объёме, в результате чего его спектрометрич. св-ва ухудшаются. Предельные потоки для быстрых ней­тронов 1012—1013 см-2, для α-частиц 1010 см-2, для электронов с энергией 2—5 МэВ 1013—1014 см-2, для γ-квантов больше 108 рад.

•Дирнли Дж., По­лупроводниковые счетчики ядерных излу­чений, пер. с англ., М., 1966; Прикладная спектрометрия с полупроводниковыми детек­торами, М., 1974.