40 \-1-

200 300 400

500 600 700 800 900

Рис. 3-21. Зависимость коэффициента Эттичг». гаузена от концентрации элеков и темп": ратуры в кремнии л-типа [Л. 326].

Q-10"

200 300 lOO 5ПР, 600 700 800 900 ЮОО

Т."К

Рис. 3-22. Зависимость коэффициента Нернста-Эттингсгаузена от концентрации носителей тока и температуры в кремнии п-типа [Л. 326].

ом-CM

Зависимость подвижности носителей от их концентрации тоже аналогична соответствующей зависимости у германия (рис. 3-17) [Л. 337], однако максимальное значение подвижности значительно меньше и составляет лишь 1 700 слг/б сек.

На рис. 3-18 {Л. 247] представлена зависимость коэффициента Холла от температуры. В кре.мнии с сопротивлением 0,5-2 о.и • см. зависимость Rn от температуры невелика до температуры Т~ «230° С. Как показали Орлова и Тучкевич (Л. 645], коэффициент Холла в кремнии п-типа зависит от напряженности магнитного поля. Изменение Rn с ростом магнитного поля от О до 20 кэ может составлять около 307о (рис. 3-19) [Л. 645]).

Джебол и Хал [Л. 140] изучали термоэлектрический эффект в кристаллах кремния. Они показали, что при комнатной темпера-туре термо-э. д. с. очень мало .зависит от концентрации носителей в диапазоне от п = 2,75-10" до 2,2-101* ся~. Зато различия в характере температурных зависилюстеи по мере понижения температуры проявляются все ощутимее, что видно из рис. 3-20.

Эффекты Эттингсгаузена и Нернста-Эттингсгаузена (поперечный) были исследованы Метте, Гертнером и Лоске [.Л. 326], как теоретически, так и экспериментально. Как и в случае германия, авторы получили удовлетворительное соответствие коэффициенгов Р и Q-, вычисленных теоретически, с данными, полученными экспериментально.

На рис. 3-21 и 3-22 представлены зависимости коэффициентов Р и от концентрации примесей и температуры, взятые из работы Метте и его сотрудников. Данных об эффекте Риги-Ледюка в кремнии в настоящее время не имеется.

3-3. СВОЙСТВА АНТИМОНИДА ИНДИЯ

Антимонид индия относится к группе интерметаллических двух-компонентных соединений типа А-iB. Из известных в настоящее время полупроводниковых материалов это соединение характеризуется наибольшей подвижностью электронов. Те.хиология получения антимонида индия (InSb) отличается наибольшей простотой по сравнению с технологиями получения всех интерметаллических соединений благодаря низкой температуре плавления, сравнительно небольшому давлению паров компонентов соединения при температуре синтеза, а также вследствие отсутствия отравляющих свойств в от-пичие от соединений .мышьяка и ртути. Недостатком этого .материала, ограничивающим его практическое применение, является сильная зависимость его параметров от температуры (при комнатной температуре).

Изучением электрических свойств аитимоиида индия занимались многие авторы (Л. 53, 206, 312. 414, 443, 467, 492, 571, 639, 660], и исследования эти еше продолжаются. Из полученных результатов мол{но составить ряд зависимостей основных свойств этого материала, интересующих нас с точки зрения проектирования датчиков Холла и магииторезисторов. В табл. 3-4 приведены основные физические свойства антимонида индия. 54

200 250 300 350

"К 400

Рис. 3-23. Температурная зависимость удельного сопротивления в InSb (Л. 312].

350 °к W

Рис 3-24. Температурная зависимость коэффициента Холла в 1п8Ь[Л. 312].

смУв сек

смУесск

см- Ю

шгИТЛ подвижности от концентрации

Таблица 3-4 Осяовныефизнческне свойства антимоннда индия

На рис. 3-23 н 3-24 представлены температурные зависимости удельного сопротивления и коэффициента Холла [Л. 206 и 3!2]. Из них следует, что в диапазоне комнатных температур эти зависимости очень сильны и в решающей степени будут влиять на условия работы датчиков Холла, изготовленных из этого материала. Однако при температурах ниже 200° К антимонид индия характеризуется превосходными парамет- щ рами в сравнении с остальными полупроводниковыми материалами с большой подвижностью носителей. На рис. 3-25 и 3-26 приводят- 5 ся зависимости подвижности от температуры и от концентрации носителей [Л. 312]. Из приведенных кривых следует, что наибольшей i подвижностью при комнатной температуре обладает чистый материал с концентрацией л<10" см-, где подвижность равна 78 000 см1в-сек. При температуре 78° К подвижность достигает величины 500 000 см!в-сек [Л. 391]. Руп-рехт, Вебер и Вайс [Л. 414] показали, что в полях с индукцией 0-10 кгс коэффициент Холла в монокристаллах поч-ти не зависит

0 2 4 6 8кгс Ю

Рис. 3-28. Зависимость RbIRo от напряженности магнитного поля и формы пластины для антимонида индия л-типа [Л. 495].

300100О -100 -150 -180 -200

р-

15 К~Ю

0 3 Ь 9 Рис. 3-29. Температуриаи зависимость эффекта магнитосопротивления в InSb П-типа [Л. 495].