Элементы квантовой, атомной и ядерной физики. Полицинский Е.В. - 92 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

92
С точки зрения зонной теории рассмотренный процесс можно
представить следующим образом (рис. 50, б). Введение примеси иска-
жает поле решетки, что приводит к возникновению в запрещенной зоне
энергетического уровня D валентных электронов мышьяка, называемого
примесным уровнем. В случае германия с примесью мышьяка этот уро-
вень располагается от дна зоны проводимости на расстоянии
∆E
D
=0,013 эВ. Так как ∆E
D
<k·T, то уже при обычных температурах
энергия теплового движения достаточна для того, чтобы перебросить
электроны примесного уровня в зону проводимости. Образующиеся при
этом положительные заряды локализуются на неподвижных атомах
мышьяка и в проводимости не участвуют.
Рис. 50. К примесной проводимости полупроводников
Таким образом, в полупроводниках с примесью, валентность
которой на единицу больше валентности основных атомов, носите-
лями тока являются электроны; возникает электронная примесная
проводимость (проводимость n-типа). Полупроводники с такой прово-
димостью называются электронными (или полупроводниками n-типа).
Примеси, являющиеся источником электронов, называются донорами, а
энергетические уровни этих примесей – донорными уровнями.
Предположим, что в решетку кремния введен примесный атом с
тремя валентными электронами, например бор (рис. 51, а). Для образо-
вания связей с четырьмя ближайшими соседями у атома бора не хватает
одного электрона, одна из связей остается неукомплектованной и чет-
вертый электрон может быть захвачен от соседнего атома основного
вещества, где соответственно образуется дырка. Последовательное за-
полнение образующихся дырок электронами эквивалентно движению
дырок в полупроводнике, т. е. дырки не остаются локализованными, а
перемещаются в решетке кремния как свободные положительные заря-
ды. Избыточный же отрицательный заряд, возникающий вблизи атома
примеси, связан с атомом примеси и по решетке перемещаться не мо-
жет.
По зонной теории, введение трехвалентной примеси в решетку
кремния приводит к возникновению в запрещенной зоне примесного

Страницы