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. Δ E_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 Δ E_D«Δ Е₀ при комнатной температуре, где Δ Е₀ - 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 Δ E_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 A^IIIB^V типа. Бинарные полупроводники А^IIB^VI 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

10. Бинарные полупроводники A^IIIB^V типа. Бинарные полупроводники А^IIB^VI типа.

A и B обозначают различные элементы, а римские цифры их принадлежность к соответствующим группам таблицы Менделеева.

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.