Материаловедение и материалы электронной техники. Плотянская М.А - 60 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПб ГУАП | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

60
тронов и дырок, образовавшихся в результате разрыва ковалентных
связей. Следовательно, преобладающее значение в проводимости
кристалла имеют электроны, и поэтому они называются основными
носителями заряда, а дырки – неосновными. Такой полупроводник
называется электронным, или n$типа, а примесь, отдающая элект$
роны, носит название донорной.
На энергетической диаграмме наличие примеси в решетке полу$
проводника характеризуется появлением локального энергетического
уровня, лежащего в запрещенной зоне. Так как при ионизации ато$
ма мышьяка образуется свободный электрон и для его отрыва требу$
ется значительно меньшая энергия, чем для разрыва ковалентных
связей кремния, то энергетический уровень донорной примеси дол$
жен располагаться в запрещенной зоне на небольшой глубине под
«дном» зоны проводимости (рис. 27, б).
Если в полупроводник IV группы таблицы Менделеева ввести эле$
мент III группы, например алюминий, то все три валентных электро$
на примесного атома будут участвовать в образовании ковалентных
связей, одна из четырех связей с ближайшими атомами основного
вещества окажется незавершенной. В незаполненную связь около
атома алюминия благодаря тепловой энергии может перейти элект$
рон от соседнего атома основного вещества. При этом образуются от$
рицательный ион алюминия и свободная дырка, перемещающаяся
по связям основного вещества и, следовательно, принимающая уча$
стие в проводимости кристалла.
Примесь, захватывающая электроны, называется акцепторной.
Для образования свободной дырки за счет перехода электрона от ато$
ма основного вещества к атому примеси требуется значительно мень$
ше энергии, чем для разрыва ковалентных связей кремния. Поэтому
количество дырок может быть значительно больше количества сво$
бодных электронов и проводимость кристалла будет дырочной. В та$
ком полупроводнике основными носителями заряда являются дыр$
ки, а неосновными – электроны. Полупроводник с акцепторными
примесями называется дырочным полупроводником или ртипа.
На энергетической диаграмме, представленной на рис. 27, в, ак$
цепторная примесь имеет энергетический уровень W
a
, расположен$
ный на небольшом расстоянии над потолком валентной зоны. При
ионизации акцепторной примеси происходит переход электрона из
валентной зоны на уровень W
a
, а в валентной зоне появляется дыр$
ка, которая и является свободным носителем заряда.
В полупроводниках могут одновременно содержаться донорная и
акцепторная примеси. Такие полупроводники называются компен
сированными.

Страницы