- •По характеру проводимости [править]Собственная проводимость
- •[Править]Примесная проводимость
- •[Править]По виду проводимости [править]Электронные полупроводники (n-типа)
- •[Править]Дырочные полупроводники (р-типа)
- •Подвижность
- •Излуч.Рекомбинация.
- •Существуют твердые растворы внедрения и твердые растворы замещения.
- •Легирование полупроводников
- •Донорная примесь
- •Акцепторная примесь
- •Амфотерные примеси
- •Изовалентные примеси
- •Радиационное легирование
- •Нетрадиционные химические примеси
- •Методы введения примесей
- •[Править]Опыт Ганна
- •Объяснение эффекта
- •[Править]Сегнетоэлектрики
- •[Править]Другие свойства
- •[Править]Применение в технике
- •[Править]Прочность различных материалов
- •11.2. Виды диэлектриков. Применение твердых диэлектриков в энергетике. В начало лекции
Донорная примесь
Донорная примесь — это примесь с большей, чем у кристалла, валентностью. При добавлении такой примеси в полупроводнике образуются дополнительные свободные электроны. Именно поэтому примесь называется донорной. Преобладает электронная проводимость, а полупроводник называют полупроводником n-типа. Типичный пример Д. п.- примеси элементов V группы (Р, As, Sb, Bi) в элементарных полупроводниках IV группы - Ge и Si. В сложных полупроводниках роль Д. п. могут играть атомы электроположительных элементов (Сu, Zn, Cd, Hg и др.), избыточные по отношению к составу, соответствующему стехиометрической формуле полупроводника. Например, для кремния с валентностью n = 4 донорной примесью является мышьяк с валентностью n = 5. Каждый атом примеси мышьяка приведет к образованию одного электрона проводимости.
Акцепторная примесь
Акцепторная примусь (от лат. acceptor - принимающий) — это примесь с меньшей чем у кристалла валентностью. При добавлении такой примеси в полупроводнике образуется лишнее количество «дырок». Преобладает «дырочная» проводимость, а полупроводник называют полупроводником p-типа. Типичный пример А. п.- атомы элементов III группы (В, Al, Ga, In) в элементарных полупроводниках IV группы - Ge и Si. В сложных полупроводниках А. п. могут быть атомы электроотрицательных элементов (О, S, Se, Те, С1 и др.), избыточные по отношению к составу, отвечающему стехиометрической формуле. Например, для кремния акцепторной примесью является индий с валентностью n = 3. Каждый атом индия приведет к образованию лишней «дырки». Для получения кристаллов n- и p- типа проводимости кристаллы легируют электрически активными примесями (чаще всего – водородоподобными, валентность которых отличается от валентности основных замещаемых атомов на единицу). Электрически активные водородоподобные примеси являются примесями замещения. Например, для элементарных полупроводниковых материалов германия или кремния такими легирующими примесями являются атомы элементов III или V групп таблицы Менделеева. Примеси такого типа создают мелкие (вблизи дна зоны проводимости или вблизи потолка валентной зоны) энергетические уровни: соответственно, примеси III группы (B, Al, In, Ga) будут акцепторами, а примеси V группы (P, Sb, As) — донорами. У полупроводниковых соединений AIIIBV элементы V группы замещаются примесями VI группы (S, Se, Te), которые являются донорами, а элементы II группы (Zn, Cd), замещая, соответственно, атомы III группы в соединении, будут проявлять акцепторные свойства. Такое легирование позволяет управлять типом проводимости и концентрацией носителей заряда в полупроводнике.
Амфотерные примеси
Некоторые примеси, введенные в кристалл, способны проявлять как донорные, так и акцепторные свойства. Если проявление донорных или акцепторных свойств таких примесей зависит от их размещения в кристаллической матрице, например, от того, находится ли атом легирующей примеси в узле кристаллической решетки или в междоузлии, примеси называются амфотерными. Некоторые примеси, размещаясь в узлах решетки, являются акцепторами, а в междоузлии — донорами. А в случае легирования соединений AIIIBV примесями IV группы, проявление донорных или акцепторных свойств будет зависеть от того, в узлах какой подрешетки расположен атом примеси. При замещении таким атомом катионного узла он будет проявлять донорные свойства, а при замещении анионного узла — акцепторные.
