ПРИБОР С ЗАРЯДОВОЙ СВЯЗЬЮ И ПЛОТНОСТЬ ПОВЕРХНОСТНЫХ СОСТОЯНИЙ Текст научной статьи по специальности «Физика»

УДК 538.9

Эргашов А.К. ассистент кафедра "Энергетика " Наманганский инженерно-технологический институт

Республика Узбекистан, г. Наманган

ПРИБОР С ЗАРЯДОВОЙ СВЯЗЬЮ И ПЛОТНОСТЬ ПОВЕРХНОСТНЫХ СОСТОЯНИЙ

Аннотация: Исследован принцип работы прибора с зарядовой связью. Потеря части заряда дала возможность определения плотности поверхностных состояний на границе раздела полупроводник-диэлектрик

Ключевые слова: полупроводник, диэлектрик, прибор с зарядовой связью, плотность поверхностных состояний.

Ergashov A.K assistant department "Energy" Namangan Engineering and Technology Institute Republic of Uzbekistan, Namangan

CHARGE-COUPLED DEVICE AND DENSITY OF SURFACE STATES

Annotation: The principle of the charge-coupled device is investigated. The loss of part of the charge made it possible to determine the density of surface states at the semiconductor-insulator interface

Key words: semiconductor, dielectric, charge-coupled device, density of surface states.

Введение

Исследуя, принцип работы прибор с зарядовой связью(ПЗС) выяснили, что пропускание заряда через ПЗС с поверхностным каналом часть заряда теряется, И эта потеря определяется поверхностными состояниями на границе раздела полупроводник-диэлектрик. Заряд Qn, оставшийся после t=nt0 времени, где to- частота переключений в ПЗС n-число нулей, окажется равным, Qn = Q - eNn где Qo-начальный заряд, Nn-количество электронов генерированных за время nto. Следовательно, ^-количество электронов на единицу площади, можно найти из формулы

N („)=Oi-Qn.

enS

Где e-заряд электрона, S-общий площадь электродов в ПЗС.

Это обстоятельство может быть использовано для определения поверхностных состояний на границе раздела полупроводник-диэлектрик. В

работе [1,2] даётся методика приближенного определения плотности поверхностных состояний с помощью ПЗС.

Для определения плотности поверхностных состояний на границе раздела диэлектрик полупроводник воспользуемся тем, что скорость эмиссии носителей из поверхностных уровней зависит от энергии состояния следующим образом;

ЛГ Г Е Л

еет =ОУтЫс ехр - — V кТ)

Экспоненциальная зависимость скорости генерации от энергии позволяет провести резкую границу по энергии между свободными и заполненными поверхностными состояниями. Если все поверхности состояния в момент времени г=0 полностью заполнены, то за время г после ухода из поверхности свободных зарядов, ловушки с энергией больше Е, в основном, опустошаются, а состояние с меньшей энергией, в основном, полностью заполнены. Граница энергии, разделяющая заполненные и опустошенные состояния с течением времени сдвигается вглубь запрещенной зоны. Энергия состояния и время генерации связаны соотношением

Г Е Л

г = г0 ехр — где г = оутЯ .

V кТ )

Плотность поверхностных состояний по определению равна

я (Е) = N(Е+ АЕ)-N(Е)

.Л ) дЕ

здесь К(Е) - полное число поверхностных состояний расположенных ниже энергии Е.

Используя эти соотношение плотность поверхностных состояний может быть представлена в виде

N (Е(г)) = -^Я(г + Аг)-Я(г) кТ Аг

Изменение интервала времени можно осуществлять, пропустив через линейный регистр последовательность сигнала нулей и единиц. В этом случае из первой единицы, который следует после п нулей, на ловушках захватываются электроны равные пустым ловушкам, которые освободились за время следования нулей.

Пусть число электронов захваченных поверхностными ловушками из первой единицы я(пг0), здесь п - число нулей, го - период импульсов. За время пг0 освобождаются почти все уровни, расположенные выше энергии

Е = кТ 1п

ГПоЛ

V го )

Изменение числа нулей на Ап приведет дополнительному

освобождению электронов к граница между, пустыми и заполненными состояниями сдвинется на АЕ . В этом случае плотность поверхностных состояний и потеря заряда на поверхностях связаны, следующим соотношением

N (E)= n N((n + An)0)- N{nt.Q) ss kT An

Здесь N(nt0) -определяется уменьшением высоты первой единицы,

следующий после n нулей.

Если n>>An последнее выражение можно записать в виде

( ч dN(nt0 )

N")_ kT d(ln(n))

Использованные источники:

1. N.Yu. Sharibayev, J.I. Mirzayev. Temperature Dependence of the Density of States and the Change in the Band Gap in Semiconductors. International Journal of Engineering and Advanced Technology (IJEAT),ISSN: 2249 - 8958, Volume-9, Issue-2, pp 1012-1017,2019

2. Н.Ю. Шарибаев, М.И. Мирзаев., Изменение ширины запрещенной зоны в ускозонных полупроводниках, Научный вестник НамГУ, №4 2019 ст 22-27.