Провідність напівпровідників

Для зміни провідності напівпровідників чисті НП носять домішки і провідність, яка внаслідок цього виникає називається домішковою. Або додатковою, ще цей процес називають легування.

Для введення домішок застосовують елементи третьої і п’ятої групи.

В залежності від побудови зовнішньої електронної оболонки домішки називають донарні, або акцепторні.

Донарні – це елементи п’ятої групи, наприклад миш’як. Він 5-ти валентний, 5-ий електрон дуже слабо зв’язаний з ядром. В кристалі він дуже легко залишає атом в стає вільним.

При додаванні миш’яку в чистий напівпровідник різко зростає концентрація вільних електронів. Якщо додати 1 атом миш’яку на 10 млн. атомів кремнію, то концентрація вільних електронів зросте у 1000 разів.

Висновок: Для створення НП- приладів потрібно мати дуже чисті початкові матеріали.

Такий напівпровідник в якому є надлишок вільних електронів називається напівпровідником n-типу. В ньому основними носіями є електрони, дірки для нього не основні носії.

Акцепторні – це елементи третьої групи, наприклад Індій, це трьохвалентний елемент, який старається захопити вільний електрон. Він забирає електрони в НП.

Таким чином утворюється велика кількість дірок це буде напівпровідник p-типу. В ньому дірки основні носії, електрони не основні.

Якщо дуже сильно легують (додають домішки) НП, наприклад для створення зон з великою провідністю (n+, або n++, p+, або p++)/

Якщо НП одночасно легують донорною і акцепторною домішкою, він називається скомпенсованим.

Властивості напівпровідникових матеріалів

Найбільш поширеним НП матеріалом є кремній, перед тим був германій.

Кремній – це кристалічний матеріал фіолетового кольору. Кремній добре обробляється, легко легується різними матеріалами, не піддається пластичній деформації, легко утворює окисну плівку SiO₂ , яка має дуже добрі діелектричний матеріал в процесі технології виготовлення елементів. Германій має подібні властивості, тільки внього вузький діапазон температури роботи, застосовується в інших приладах.

Це алмазоподібний кристал сполук третьої і п’ятої груп (Галію, Індію, фосфор, миш’як).

В них швидкість носіїв зарядів є набагато вища і шви дкодія елементів є вища.

Електронно-дірковий перехід, фізичні властивості

Межа між двома сусідніми областями напівпровідників. Що мають різний тип провідності, тобто між шарами p-n-типу p- I n-типу називається електронно-дірковим переходом. Такий перехід є основою більшості напівпровідникових приладів.

Всі процеси в такому переході відбуваються за рахунок того, що напруженості електричних полів на межі переходу за рахунок внесення домішок спів мірні з напруженості полів, які виникають за рахунок накладання зовнішньої напруги. Тобто, шляхом прикладання зовнішньої напруги ми можемо керувати провідністю шарів. Товщина електронно-діркового переходу є дуже малою від 0.01 до 1мкм, його можна одержати різними методами (є близько 20-ти методів і різновидів), найпростіший варіант сплавити два кусочки кремнію з різним типом провідності, можна одержати шляхом дифузії.