ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ
определение химич. состава примесей в полупроводниках и изучение их
энергетической структуры по спектрам примесной фотопроводимости. Примесный
атом в полупроводнике может находиться в основном (невозбуждённом) или
одном из возбуждённых энерге-тич. состояний. Спектр этих состояний специфичен
для каждого химич. элемента примеси в данном полупроводнике. Если облучать
полупроводник монохро-матич. излучением, плавно изменяя частоту со, т.
е. энергию фотонов Йсо (где h- Планка постоянная), то всякий раз,
когда hw будет совпадать с энергетич. зазором между основным и одним из
возбуждённых состояний, атом примеси соответствующего сорта будет переходить
в это возбуждённое состояние, поглощая фотон. Можно подобрать темп-ру кристалла
так, что энергия его тепловых колебаний окажется достаточной для ионизации
возбуждённого атома (но недостаточной для ионизации невозбуждённого атома).
Тогда будет происходить двухступенчатая фототермич. ионизация примесных
атомов: сначала оптич. возбуждение, а затем термич. ионизация. Её результатом
является выброс электрона или дырки из атома примеси в зону проводимости
и соответственно - фотопроводимость.
Спектр примесной фотопроводимости
состоит из набора пиков, каждый из к-рых соответствует энергии фотонов,
вызывающих переход в одно из возбуждённых состояний атомов примеси определ.
сорта (см. рис.). Высоты пиков в широких пределах изменения концентраций
примесей не зависят от этих концентраций. Благодаря этому Ф. с. позволяет
обнаруживать ничтожно малые кол-ва примесей. Например, в образце Ge, спектр
которого приведён на рисунке, суммарная концентрация примесных атомов составляет
10-11 % от общего числа атомов. Теоретич. предел чувствительности
Ф. с. ещё на несколько порядков ниже.
Лит.: Лифшиц Т. М.,
Лихтман
Н. П., Сидоров В. И., Фотоэлектрическая
спектроскопия примесей в полупроводниках, "Письма в редакцию ЖЭТФ", 1968,
т. 7, в. 3, с. 111-14; Коган Ш. М., Седунов Б. И., Фототермическая ионизация
примесного центра в кристалле, "Физика твердого тела", 1966, т. 8, в. 8,
с. 2382-89; Быкова Е. М., Лифшиц Т. М., Сидоров В. И., Фотоэлектрическая
спектроскопия, полный качественный анализ остаточных примесей в полупроводнике,
"Физика и техника полупроводников", 1973, т. 7, № 5, с. 986-88; Коgan Sh.
M., Lifshits,
Т. М., Photoelectric Spectroscopy
- a new Method of Analysis or Impurities in Semiconductors, "Physica status
solidi (a)", 1977, 39, № 1, p. 11. Т. М. Лифшиц.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я