Donor va acceptor zotiqlar semiduktlarda

Doping ta'rif

Doping - bu poluprovodchikka tuzilish xususiyatlarini o'zgartirish uchun nazoratlangan bozaytma qo'shish jarayonidir.

Donor bozaytma

Donor bozaytmalar - bu poluprovodchiklarga qo'shiladigan beshtalasli atomlar, ular orqali yengil elektronlar hosil bo'lib, n-turli poluprovodchiklar yaratiladi.

N-turli poluprovodchik

N-turli yoki donor bozaytma poluprovodchikga qo'shilganda, kristall strukturasidagi taqiqlangan energiya ajralishi pasayadi. Donor atomlari konduksiya bandining ostida yangi energiya darajasini kirgizadi. Bu darajalar bozaytma atomlari orasidagi masofa sababli diskret bo'ladi va minimal munosabatda ishlaydi. Germaniumda energiya ajralishi 0,01 eV, silisiumda esa komnata havo haroratida 0,05 eV. Shunday qilib, komnata havo haroratida donor atomlardan beshinchi elektron konduksiya bandiga kiradi. Elektronlar sonining oshishi kengashlarni kamaytiradi.

Birim hajmdagi n-turli poluprovodchikdagi kengashlar soni bir xil havo haroratida intrinsik poluprovodchikdan kamroq. Bu, yengil elektronlar sababli va elektron-kengash juftligi rekonstruksiyasi tezligi intrinsik yoki toza poluprovodchikdan oshib boradi.

P-turli poluprovodchik

Agar pentavalent bozaytmaning o'rniga trivalent bozaytma intrinsik poluprovodchikga qo'shilgan bo'lsa, kristalda yengil elektronlar o'rniga yengil kengashlar yaratiladi. Trivalent bozaytma atomlari tetra valent poluprovodchik atomlarining o'rniga o'tkazilsa, trivalent atomning uchta valent elektroni uchrashuvchi poluprovodchik atomlari bilan bog'lanadi. Demak, tortinchi yaqin joylashgan poluprovodchik atomning bir bog'lovchada elektron yetishmasligi kristalga kengashni taqdim etadi. Trivalent bozaytma atomlari poluprovodchik kristalga yengil kengashlarni beradi va bu kengashlar elektronlarni qabul qila oladi, shuning uchun ular acceptor bozaytma deb ataladi. Kengashlar virtual ravishda musbat zaryadni taqdim etadi, demak, ular p-turli yoki musbat turli bozaytma deb ataladi va p-turli bozaytma bilan poluprovodchik p-turli poluprovodchik deb ataladi.

Trivalent bozaytma poluprovodchikga qo'shilganda, valent bandining ustida diskret energiya darajasi yaratiladi. Valenti band va bu yangi energiya darajasi orasidagi kichik ajralish elektronlarni kichik miqdordagi tashqi energiya bilan yuqori darajaga o'tishga imkon beradi. Elektron bu yangi darajaga o'tganda, valenti bandda bo'shlik yoki kengash qoldiradi.

Agar n-turli bozaytma poluprovodchikga qo'shilganda, kristalda yengil elektronlar bo'lib, bu elektron-kengash juftligi yo'q deb faraz etish mumkin emas. Intrinsik poluprovodchikning tabiiy xususiyati sababli, komnata havo haroratida poluprovodchikda doimiy elektron-kengash juftlari mavjud. N-turli bozaytmalar qo'shilganda, elektronlar elektron-kengash juftligiga qo'shiladi va kengashlar soni yengil elektronlar soni o'sishi sababli kamayadi. Shunday qilib, n-turli poluprovodchikda umumiy manfiy zaryad egasilar yoki yengil elektronlar soni kengashlardan ko'proq bo'ladi. Shuning uchun n-turli poluprovodchikda elektronlar katta qismli zaryad egasilar, kengashlar esa kichik qismli zaryad egasilar deb ataladi. Xuddi shunday, p-turli poluprovodchikda kengashlar katta qismli zaryad egasilar, elektronlar esa kichik qismli zaryad egasilar deb ataladi.

Acceptor bozaytma

Acceptor bozaytma - bu poluprovodchikka qo'shiladigan trivalent atomlar, ular orqali yengil kengashlar yaratiladi va p-turli poluprovodchiklar hosil bo'ladi.