44. Свойства п/п типа a3b5.

Соединения A3B5 являются ближайшими электронными аналогами кремния и германия. Они образуются в результате взаимодействия эле­ментов IIIb подгруппы Периодической таблицы (В, Аl, Сu, In) с элементами Vб подгруппы (N, Р, Аs, SЬ) за исключением Вi и Ti Соединения АШВУ классифицируют по элементу V группы (т.е. нитриды, фосфиды, арсениды, антимониды). За исключением нитридов все соединения A3B5 имеют кристаллическую решетку сфалерита кубического типа Для нитридов характерна структура вюрцита гексагонального типа.

Дня соединений А3В5 характерен особый тип ковалентной химической связи, который называется донорно-акцепторным. Из четырех ковалентных связей, с помощью которых каждый атом встраивается в решетку, три образуются обобществленными валентными электронами атомов А3 и В5 а четвертая связь осуществляется неподеленной парой валентных электронов атомов Вv В каждой ковалентной связи максимум электронной плотности смещен в сторону атома с большей электроотрицательностью т.е. атома Ву В результате атомы А3 приобретают некоторый эффективный положительный заряд, а атомы Ву – отрицательный.

В большинстве соединений A3B5 не наблюдается существенных от­клонений от стехиометрии, поэтому они относительно просты по меха­низму легирования, в них легко формируются электронно-дырочные переходы. Как правило, введение избытка одного из компонентов в среду кристаллизации существенно не сказывается на электрофизических свойствах (исключение - нитриды).

Примеси замещения в кристаллической решетке соединений A3B5 распределяются таким образом, чтобы не возникло центров с большим избыточным зарядом. Поэтому примеси элементов II группы (Be, Mg, Zn, Cd), образующие твердые растворы замещения, всегда занимают в ре­шетке A3B5 узлы металлического компонента и при этом являются акцеп­торами вследствие меньшей валентности по сравнению с валентностью замещенных атомов. Наоборот, примеси элементов VI группы (S, Sе, Те) всегда располагаются в узлах Ву и играют роль доноров.

Атомы примесей IV группы могут занимать как узлы А3, так и В5, проявляя донорные или акцепторные свойства. Замещение должно со­провождаться наименьшей деформацией кристаллической решетки. Поэтому критерием донорного или акцепторного действия таких примесей может служить соответствие размеров замещающего и замещаемого атомов. В антимониде индия кремний и германий замещают только атомы сурьмы и являются акцепторами, а в InAs они замещают In и являют донорами. В GаАs и GaР наблюдается амфотерноe поведение таких примесей, т.е. Si или Gе одновременно замещают узлы А3 и В5. Однако зависимости от степени легирования, температуры выращивания и состава кристаллизационной среды имеет место преимущественное вхождение примесей в ту или иную подрешетку.

Примеси элементов IIIb и Vб подгрупп замещают соответственно атомы А3 В5 и образуют нейтральные центры. Растворимость этих элементов в большинстве случаев очень велика, что позволяет получать кристаллы твердых растворов во всем диапазоне концентраций.

Примеси элементов переходной группы (Fe, Со, Ni и др.) создают полупроводнике A3B5глубокие энергетические уровни акцепторного типа и являются эффективными рекомбинационными ловушками, что сокращает плотность электронов проводимости.

Наиболее часто на практике для создания р-п переходов используются следующие легирующие примеси: Zn (акцептор), который облададает высокой растворимостью в полупроводниках A3B5, и Те (донор).