8. Донорные и акцепторные примеси в полупроводниках.

*Акцепторные примеси - атомы химических элементов, внедренные в кристаллическую решетку полупроводника и создающие дополнительную концентрацию дырок. Акцепторными примесями являются химические элементы, внедренные в полупроводник с большей, чем у примеси, валентностью.

*Акцепторные примеси (акцепторы) (от лат. acceptor - - «принимающий») - примесные (чужеродные, специально внесённые в полупроводник) атомы, которые могут захватывать валентные электроны вещества и тем самым создавать дырки. Например, типичные акцепторы для Si и Ge - А1, В. Если в кристалле четырёхвалентного германия (Ge) заместить один атом атомом трёхвалентного индия (In), имеющим три валентных электрона на внешней оболочке, то для образования всех связей в решётке Ge возникнет недостаток одного электрона. Проводимость такого полупроводника будет в основном дырочной. Полупроводники с преобладанием дырочной проводимости называются полупроводниками р-типа (от лат. positivus - «положительный»).

*Донорные примеси - атомы химических элементов:

- внедренные в кристаллическую решетку полупроводника;

и - создающие дополнительную концентрацию свободных электронов.

Донорными примесями являются химические элементы, внедренные в полупроводник с меньшей, чем у примеси, валентностью.

Встроенные в кристаллическую решетку Ge или Si примеси из V группы (P, As, Sb) называются донорными примесями. ΔE_D – энергия активации донорной примеси – энергия, необходимая для переброски электрона с донорного уровня в зону проводимости.

В запрещенной зоне движение электронов и дырок не возможно. Так как донорный уровень находится в запрещенной зоне, дырка, оставшаяся после переброски электрона в зону проводимости остается неподвижна.

Так как ΔE_D« ΔЕ₀ при комнатной температуре, где ΔЕ₀ - ширина запрещенной зоны, то все электроны примесей будут переброшены в зону проводимости.

Акцепторными примесями в полупроводниках IV группы будут являться примеси из элементов III группы (Al, Ga, In)

Атом In образует только три связи с атомами Si, четвертый незанятый уровень находится вблизи валентной зоны на расстоянии ΔE_a – энергии активации акцепторной примеси. В запрещенной зоне электрон двигаться не может. При рабочих температурах полупроводниковых приборов большинство акцепторных уровней занято электронами, таким образом обеспечивается дырочная проводимость таких полупроводников.

9. Бинарные полупроводники aiiibv типа. Бинарные полупроводники аiibvi типа.

A и B обозначают различные элементы, а римские цифры их принадлежность к соответствующим группам таблицы Менделеева. A^III – Ga, In, Al B^V – P, As, Sb

При увеличении порядкового номера элемента A^III уменьшается температура плавления и ширина запрещенной зоны бинарных полупроводников A^IIIB^V. Это связано с уменьшением прочности связи и усилением металлических свойств рассматриваемых соединений. Такие полупроводники получают прямым синтезом.

В образовании бинарных полупроводников А^IIB^VI типа участвуют металлы побочной подгруппы второй группы таблицы Менделеева

Обладают собственной электронно-дырочной проводимостью