هناك ثلاثة أنواع أساسية من مواد أشباه الموصلات: أشباه الموصلات الجوهرية ، وأشباه الموصلات الخارجية ، والمعروفة أيضًا باسم أشباه الموصلات غير النقية.يمكن توفير كلا النوعين من مواد أشباه الموصلات من خلالبام-شيامن.
1. ما هو الجوهر أشباه الموصلات؟
تشير أشباه الموصلات الجوهرية إلى أشباه موصلات نقية خالية تمامًا من الشوائب وعيوب الشبكة ، وعمومًا مثل هذا أشباه الموصلات التي يتم تحديد توصيلها الكهربائي بشكل أساسي من خلال الإثارة الجوهرية للمادة. الإلكترون الداخلي وتركيزات الثقب متساوية. السيليكون (Si) والجرمانيوم (Ge) وزرنيخيد الغاليوم (GaAs) هي مواد أشباه الموصلات الداخلية النموذجية. يمكننا أن ننموآلة إزالة SiC الجوهريةعلى ركيزة كربيد السيليكون.
2. ما هو خارج أشباه الموصلات؟
إن تعاطي بعض العناصر النزرة كشوائب في أشباه الموصلات الجوهرية يمكن أن يغير بشكل كبير موصلية أشباه الموصلات. الشوائب المدمجة هي أساسًا عناصر ثلاثية التكافؤ أو خماسية التكافؤ. تسمى أشباه الموصلات الداخلية المغطاة بالشوائب بأشباه الموصلات الخارجية. في إعداد أشباه الموصلات الخارجية ، يتم تخدير أشباه الموصلات الجوهرية بشكل عام بنسب من المليون.
تتميز أشباه الموصلات الجوهرية بموصلية كهربائية ضعيفة واستقرار حراري ضعيف ، لذا فهي غير مناسبة لاستخدامها بشكل مباشر لتصنيع أجهزة أشباه الموصلات. معظم أجهزة أشباه الموصلات مصنوعة من أشباه موصلات تحتوي على كمية معينة من شوائب معينة. وفقًا للخصائص المختلفة لشوائب المنشطات ، يتم تقسيم أشباه الموصلات الشائبة إلى أشباه الموصلات من النوع N وأشباه الموصلات من النوع P.
2.1 N- نوع أشباه الموصلات
السيليكون أشباه الموصلات الجوهرية (أو الجرمانيوم) مخدر بكمية صغيرة من عناصر 5 التكافؤ ، مثل الفوسفور ، وتستبدل ذرات الفوسفور كمية صغيرة من ذرات السيليكون في بلورة السيليكون ، وتحتل مواقع معينة على الشبكة. يمكن أن نرى من الشكل أن الطبقة الخارجية من ذرة الفوسفور بها 5 إلكترونات تكافؤ. من بينها ، تشكل 4 إلكترونات تكافؤ بنية رابطة تساهمية مع 4 ذرات سيليكون متجاورة على التوالي ، وإلكترون التكافؤ الإضافي خارج الرابطة التساهمية وهو مرتبط بشكل ضعيف بالفوسفور. لذلك ، في درجة حرارة الغرفة ، يمكن الحصول على الطاقة اللازمة للكسر وتصبح إلكترونات حرة ، خالية بين المشابك. تصبح ذرات الفوسفور التي تفقد الإلكترونات أيونات موجبة ثابتة. تسمى ذرات الفوسفور بالذرات المانحة لأنها يمكن أن تطلق إلكترونًا واحدًا ، يُعرف أيضًا باسم الشوائب المانحة.
في أشباه الموصلات الجوهرية ، يمكن إنشاء إلكترون حر واحد لكل ذرة فوسفور مخدر ، بينما يظل عدد الثقوب الناتجة عن الإثارة الذاتية دون تغيير. بهذه الطريقة ، في أشباه الموصلات المشبعة بالفوسفور ، يتجاوز عدد الإلكترونات الحرة عدد الثقوب ، لتصبح حامل الأغلبية (يشار إليها باسم الأغلبية) ، والثقب هو حامل الأقلية (يشار إليها بالأقلية). من الواضح أن الإلكترونات تشارك بشكل أساسي في التوصيل ، لذلك يُطلق على هذا النوع من أشباه الموصلات اسم أشباه الموصلات من النوع الإلكتروني ، أو أشباه الموصلات من النوع N. خذ خاصتنا4H N نوع SiC الركيزةفمثلا.
2.2 أشباه الموصلات من النوع P
في السيليكون شبه الموصل (أو الجرمانيوم) ، إذا تم تخدير كمية ضئيلة من العناصر ثلاثية التكافؤ ، مثل البورون ، فإن ذرات البورون تحل محل كمية صغيرة من ذرات السيليكون في البلورة وتحتل مواقع معينة على الشبكة. يمكن أن نرى من الشكل أن إلكترونات التكافؤ الثلاثة لذرة البورون تشكل على التوالي رابطة تساهمية كاملة مع 3 إلكترونات التكافؤ في 3 ذرات السيليكون المجاورة ، بينما تفتقر الرابطة التساهمية لذرة السيليكون المجاورة الأخرى إلى إلكترون واحد وثقب واحد . بعد ملء هذا الثقب بإلكترونات التكافؤ من ذرات السيليكون القريبة ، تكتسب ذرة البورون ثلاثية التكافؤ إلكترونًا واحدًا وتصبح أيونًا سالبًا. في نفس الوقت ، يظهر ثقب على الرابطة التساهمية المجاورة. نظرًا لأن ذرات البورون تلعب دور قبول الإلكترونات ، فإنها تسمى الذرات المستقبلة ، والمعروفة أيضًا باسم الشوائب المستقبلة.
يمكن توفير ثقب واحد لكل ذرة بورون مخدرة في شبه موصل جوهري. عندما يتم تخدير عدد معين من ذرات البورون ، يمكن أن يكون عدد الثقوب في أشباه الموصلات أكبر بكثير من عدد الإلكترونات المثارة جوهريًا ، لتصبح حامل الأغلبية ، وتصبح الإلكترونات حاملة أقلية. من الواضح أن الثقوب هي التي تشارك في التوصيل بشكل أساسي ، لذلك يُطلق على أشباه الموصلات هذه اسم أشباه الموصلات من نوع الثقب ، أو أشباه الموصلات من النوع P لفترة قصيرة. المزيد من أشباه الموصلات من النوع p لـ PAM-XIAMEN ، يرجى الرجوع إلىGaN Epitaxial Growth على الياقوت لمصباح LED.
لمزيد من المعلومات ، يرجى الاتصال بنا على البريد الإلكتروني على victorchan@powerwaywafer.com و powerwaymaterial@gmail.com.