सेमीकंडक्टरमा दाता र स्वीकार्ता अशुद्धि

डोपिङ्ग परिभाषा

डोपिङ एक प्रक्रिया हो जहाँ एक सेमीकंडक्टरमा अशुद्धता थपिन्छ ताकि उसका चालक गुणवत्ता बदल्ने हो।

डोनर अशुद्धता

डोनर अशुद्धता पेन्टावलेन्ट परमाणुहरू हुन् जसलाई सेमीकंडक्टरमा थपिन्छ, यसले अतिरिक्त स्वतंत्र इलेक्ट्रॉनहरू दिन्छ र n-टाइप सेमीकंडक्टर बनाउँछ।

n-टाइप सेमीकंडक्टर

जब n-टाइप वा डोनर अशुद्धता को एक सेमीकंडक्टरमा थपिन्छ, त्यसपछि जाली संरचनामा निषेधित ऊर्जा फाटक संकुचित हुन्छ। डोनर परमाणुहरूले चालक बँडको ठीक निम्न मा नयाँ ऊर्जा स्तर लगाउँछ। यी स्तर विच्छिन्न छन् किनभने अशुद्धता परमाणुहरू दूर छन् र गरिबो बाटाउन्छन्। जर्मेनियममा, ऊर्जा फाटक ०.०१ eV छ, र सिलिकनमा ०.०५ eV छ सामान्य तापमानमा। यसैले, सामान्य तापमानमा, डोनर परमाणुहरूबाट पाँचौं इलेक्ट्रॉन चालक बँडमा प्रवेश गर्छ। इलेक्ट्रॉनहरूको वृद्धि ले घुटाउँदा छुटियाउँदा छ।

n-टाइप सेमीकंडक्टरमा एकाइ आयतनमा छुटियाउँदा छुटियाउँदा छ जो एउटै तापमानमा इन्ट्रिन्सिक सेमीकंडक्टरको एउटै आयतनमा छ। यो अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनहरूको कारण छ, र यसले इलेक्ट्रॉन-छुटियाउँदा जोडीहरूको उच्च दर ले रीकंबिनेशन गर्ने छ जुन शुद्ध वा इन्ट्रिन्सिक सेमीकंडक्टरमा छ।

p-टाइप सेमीकंडक्टर

यदि पेन्टावलेन्ट अशुद्धताको बजाय एक ट्रायवलेन्ट अशुद्धता इन्ट्रिन्सिक सेमीकंडक्टरमा थपिन्छ भने, त्यसपछि अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनहरूको बजाय क्रिस्टलमा अतिरिक्ट छुटियाउँदा बन्नेछ। किनभने जब एक ट्रायवलेन्ट अशुद्धता सेमीकंडक्टर क्रिस्टलमा थपिन्छ, त्यसपछि ट्रायवलेन्ट परमाणुहरू केही टेट्रावलेन्ट सेमीकंडक्टर परमाणुहरूलाई प्रतिस्थापन गर्छन्। ट्रायवलेन्ट अशुद्धता परमाणुको तीन (३) वलेन्स इलेक्ट्रॉनहरूले तीन नजिकको सेमीकंडक्टर परमाणुहरूसँग बन्दको बनाउँछ। त्यसैले, चौथो नजिकको सेमीकंडक्टर परमाणुको एक बन्दमा इलेक्ट्रॉनको अभाव छ जसले क्रिस्टलमा एक छुटियाउँदा योगदान गर्छ। चूँकि ट्रायवलेन्ट अशुद्धताहरू सेमीकंडक्टर क्रिस्टलमा अतिरिक्त छुटियाउँदा बनाउँछन्, र यी छुटियाउँदाहरू इलेक्ट्रॉनहरूलाई स्वीकार गर्न सक्छन्, यी अशुद्धताहरूलाई अक्सेप्टर अशुद्धता भनिन्छ। चूँकि छुटियाउँदाहरू धेरै धनात्मक आवेश ले वाहन गर्छन्, यी अशुद्धताहरूलाई धनात्मक-टाइप वा p-टाइप अशुद्धता र सेमीकंडक्टर भनिन्छ।

एक सेमीकंडक्टरमा ट्रायवलेन्ट अशुद्धता थप्ने ले वलेन्स बँडको ठीक उपरि एक विच्छिन्न ऊर्जा स्तर बनाउँछ। वलेन्स बँड र यी नयाँ ऊर्जा स्तर बीच छोटो फाटक ले इलेक्ट्रॉनहरूलाई थोरै बाह्य ऊर्जाले उच्च स्तरमा आसानी सँग चलाउँदा छ। जब एक इलेक्ट्रॉन यी नयाँ स्तरमा चल्यो, त्यसपछि यसले वलेन्स बँडमा एक रिक्त स्थान वा छुटियाउँदा छोड्छ।

जब हामी एक n-टाइप अशुद्धता सेमीकंडक्टरमा थप्छौं, त्यसपछि क्रिस्टलमा अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन छन् तर यो अर्थ छैन कि छुटियाउँदा छैन। सामान्य तापमानमा सेमीकंडक्टरको इन्ट्रिन्सिक प्रकृतिको कारण, सेमीकंडक्टरमा सधैं केही इलेक्ट्रॉन-छुटियाउँदा जोडीहरू छन्। n-टाइप अशुद्धताको थप्पत ले, इलेक्ट्रॉनहरू इलेक्ट्रॉन-छुटियाउँदा जोडीहरूमा थपिन्छन् र छुटियाउँदाहरूको संख्या अतिरिक्त रीकंबिनेशन गर्दा घट्छ। त्यसैले, नकारात्मक आवेश वाहकहरू वा स्वतंत्र इलेक्ट्रॉनहरूको कुल संख्या n-टाइप सेमीकंडक्टरमा छुटियाउँदाहरूको भन्दा बढी हुन्छ। यसैले n-टाइप सेमीकंडक्टरमा, इलेक्ट्रॉनहरूलाई बहुल आवेश वाहक र छुटियाउँदाहरूलाई अल्प आवेश वाहक भनिन्छ। उस्तै p-टाइप सेमीकंडक्टरमा, छुटियाउँदाहरूलाई बहुल आवेश वाहक र इलेक्ट्रॉनहरूलाई अल्प आवेश वाहक भनिन्छ।

अक्सेप्टर अशुद्धता

अक्सेप्टर अशुद्धता ट्रायवलेन्ट परमाणुहरू हुन् जसलाई सेमीकंडक्टरमा थपिन्छ, यसले अतिरिक्त छुटियाउँदा बनाउँछ, p-टाइप सेमीकंडक्टर बनाउँछ।