Impuritatea conductivitate.
Proprietățile electrice ale semiconductorilor depind de conținutul atomilor de impuritate, și din diferite defecte zăbrele: .. de site-uri cu zăbrele goale, atomii sau ionii situate între locații zăbrele, etc. Impuritățile sunt acceptor și donor.
impurități acceptoare. Atomii impurități acceptor din exterior pot lua unul sau mai mulți electroni, devenind un ion negativ.
Dacă, de exemplu, pentru a introduce germaniu indiu atom trivalent, se formează o legătură covalentă între patru atomi vecini indiu și germaniului și au obținut coca vosmielektronnaya stabil cu un electron suplimentar selectat dintre unul dintre atomii Ge.
Fig. 2.2. Structura (a) și diagrama bandă (b) dintr-un semiconductor cu impurități acceptoare
Acest electron, fiind "conectat", se transformă într-un atom indiu ion negativ fix (fig. 2.2, a). În locul găurii de electroni depărtat se formează, care se adaugă la propriile sale găuri, generate de încălzire (termogeneratsiey). În concentrația gaura de semiconductori depășește concentrația de electroni liberi conductivitate proprie. Prin urmare, în semiconductori va prevala conductivitate gaura. Un astfel de semiconductor se numește un tip p semiconductor.
Prin aplicarea unei tensiuni la componenta semiconductoare a găurii curente va prevala. t. e ..
Dacă concentrația de impurități în semiconductor este suficient de mare, atunci nivelurile de impurități acceptoare sunt împărțite formând zone, care poate fuziona cu banda de valență. Un astfel de semiconductor se numește degenerată. Degeneratul semiconductoare de concentrare purtător de sarcină propria conductivitate semnificativ mai mică decât în nedegenerata. Prin urmare, caracteristica lor de calitate este dependența mică a caracteristicilor semiconductoare ale temperaturii ambiante.
Fig. 2.3. Structura (a) și diagrama bandă (b) dintr-un semiconductor cu impurități donoare
Astfel, ponderea conductivității termice a purtătorilor de sarcină proprii în comparație cu impuritatea este scăzută.
impurități donoare. atomii de impuritate donoare, electronii de valență sunt slab asociat cu nucleul său (fig. 2.3 a). Acești electroni, fără a participa la legăturile interatomice, pot merge cu ușurință în banda de conducție a materialului în care a fost introdus de impuritate. În acest caz, zăbrelele rămâne încărcată pozitiv de ioni și un electron se adaugă la electroni liberi propria conductivitate. Nivelul Donor este peste bandgap (Fig.). Trecerea unui electron de la un nivel de donator la banda de conducție are loc atunci când primește o energie suplimentară mică. În acest caz, concentrația de electroni liberi în semiconductor este mai mare decât concentrația de găuri, iar semiconductor are o conductivitate electrică. Astfel de semiconductori sunt de tip n semiconductori se numește. Dacă, de exemplu, în Germania, pentru a introduce un atom de stibiu pentavalent, apoi patru electronii de valență intră într-o legătură covalentă cu patru electroni germaniului și va fi într-o stare legată (fig. 2.3, a). Electronul rămas este liber de antimoniu. Concentrația de electroni liberi deasupra concentrației gaura, t. E. prevaleaza conductivitate electrică. Prin creșterea concentrației de impurități a nivelurilor donatorilor sunt împărțite de formare, care pot fuziona în banda de conducție. Semiconductor devine degenerat.
Taxa de concentrare purtător care predomină în semiconductor, numit purtătorilor de bază și de sarcină într-un semiconductor a cărui concentrație este mai mică decât concentrația majorității - minoritate.
Impuritatea dopată conductivitatea semiconductorilor domină la temperaturi scăzute. Cu toate acestea, pe măsură ce temperatura crește crește privat conductibilitate continuu, în timp ce impuritatea are o limită corespunzătoare ionizarea atomilor de impuritate. Prin urmare, la temperaturi suficient de ridicate de conductivitate întotdeauna site-ului.