Дефекты в кристаллической структуре полупроводника создают новые энергетические состояния — ловушки, часть которых оказывается в запрещенной зоне кристалла, а это приводит к уменьшению собственного удельного сопротивления. Ловушки для электронов могут быть «мелкими» или «глубокими» (рис. 11). Кроме того, дефекты кристаллической решетки могут образовать центры рекомбинации. Хотя ловушки в конце концов и отдают захваченные электроны в зону проводимости (в то время как рекомбинация приводит к невозвратимой потере носителей), все же наличие ловушек вызывает перераспределение пространственного заряда в проводящем канале, а значит, и изменение характеристик триода. Электроны пребывают на мелких ловушках в течение времен порядка 10~8 сек, в то время как на глубоких ловушках они могут задержаться значительно дольше.
вплоть до нескольких часов или дней. Поскольку глазной причиной, по которой электроны покидают ловушки, является воздействие фононов, то время пребывания на ловушках уменьшается с ростом температуры.
Так как поверхность полупроводниковых кристаллов богата дефектами, можно ожидать, что в проводящих каналах тонкопленочных приборов (особенно в тех, которые получены методами напыления) будет присутствовать большое количество ловушек. Длительная термическая обработка, используемая для повышения удельного сопротивления напыленных пленок из поликрнстал-лического CdS, свидетельствует о необходимости восстановления регулярной кристаллической структуры, снижения механических напряжений и тем самым уменьшения
концентрации ловушечных и рекомбинационных состояний. Существует и другое объяснение; оно состоит в том, что при нагревании создаются неглубоко залегающие доноры, которые могут заполнить глубокие ловушки, обусловленные дефектами кристалла. Нормальная вольт-амперная характеристика для тока, ограниченного пространственным зарядом в кристалле, носит квадратичный характер, но ее форма очень сильно зависит от наличия ловушек. В самом деле, рассмотрим проводящий
канал между истоком и стоком полевого транзистора. Если в канале есть пустые глубокие ловушки, то многие электроны, поступающие из области пространственного заряда около истока, будут заполнять эти ловушки и не смогут участвовать в проводимости; поэтому ток будет меньше ожидаемого. После того, как все глубокие ловушки будут заполнены, мелкие ловушки будут продолжать захватывать электроны, и полная проводимость канала будет достигнута только после того, как окажутся заполненными все ловушки. Идеализированная вольтамперная характеристика для такого кристалла показала на рис. 12. Как видим, используя линейное напряжение развертки, можно получить полезную информацию о концентрации ловушек, если фиксировать величины критических напряжений