Noget om Intrinsic og Extrinsic Semiconductors

Noget om Intrinsic og Extrinsic Semiconductors

Der er tre grundlæggende typer af halvledermaterialer: iboende halvledere, ydre halvledere, også kendt som urenhedshalvledere.Begge typer af halvledermaterialer kan leveres afPAM-XIAMEN.

1. Hvad er Intrinsic Semiconductor?

Intrinsic semiconductor refererer til en ren halvleder, der er fuldstændig fri for urenheder og gitterdefekter, og generelt sådan en halvleder, hvis elektriske ledningsevne hovedsageligt bestemmes af materialets iboende excitation. Dens indre elektron- og hulkoncentrationer er ens. Silicium (Si), germanium (Ge) og galliumarsenid (GaAs) er de typiske iboende halvledermaterialer. Vi kan vokseIntrinsic SiC Epilayerpå siliciumcarbidsubstrat.

2. Hvad er Extrinsic Semiconductor?

Doping af visse sporstoffer som urenheder i iboende halvledere kan ændre ledningsevnen af ​​halvledere betydeligt. De inkorporerede urenheder er hovedsageligt trivalente eller pentavalente grundstoffer. Intrinsiske halvledere doteret med urenheder kaldes ydre halvledere. Ved fremstillingen af ​​ydre halvledere er de iboende halvledere generelt dopet i proportioner af størrelsesordenen en milliontedel.

Iboende halvledere har svag elektrisk ledningsevne og dårlig termisk stabilitet, så det er ikke egnet at bruge dem direkte til fremstilling af halvlederenheder. De fleste halvlederenheder er lavet af halvledere, der indeholder en vis mængde af visse urenheder. Ifølge de forskellige egenskaber ved dopingurenheder er urenhedshalvledere opdelt i N-type halvledere og P-type halvledere.

2.1 N-type halvleder

Iboende halvledersilicium (eller germanium) er doteret med en lille mængde 5-valente grundstoffer, såsom fosfor, og fosforatomer erstatter en lille mængde siliciumatomer i siliciumkrystallen, der indtager bestemte positioner på gitteret. Det kan ses på figuren, at det yderste lag af fosforatom har 5 valenselektroner. Blandt dem danner 4 valenselektroner en kovalent bindingsstruktur med henholdsvis de tilstødende 4 siliciumatomer, og den ekstra valenselektron er uden for den kovalente binding og er kun svagt bundet af fosforet. Derfor kan den energi, der skal til for at bryde fri, ved stuetemperatur opnås og blive til frie elektroner, som er fri mellem gitterne. Fosforatomer, der mister elektroner, bliver til immobile positive ioner. Fosforatomer kaldes donoratomer, fordi de kan frigive en elektron, også kendt som donorurenheder.

N type silicium

I en iboende halvleder kan der genereres en fri elektron for hvert phosphoratom, der er doteret, mens antallet af huller genereret ved iboende excitation forbliver uændret. På denne måde overstiger antallet af frie elektroner langt antallet af huller i halvlederen, der er dopet med fosfor, og bliver majoritetsbæreren (benævnt majoriteten), og hullet er minoritetsbæreren (benævnt minoriteten). Det er klart, at elektroner hovedsageligt er involveret i ledning, så denne form for halvleder kaldes elektron-type halvleder eller N-type halvleder for kort. Tag vores4H N Type SiC Substrate for example.

2.2 P-Type Semiconductor

In the intrinsic semiconductor silicon (or germanium), if a trace amount of trivalent elements, such as boron, is doped, then the boron atoms replace a small amount of silicon atoms in the crystal and occupy certain positions on the lattice. It can be seen from the figure that the 3 valence electrons of the boron atom respectively form a complete covalent bond with the 3 valence electrons in the adjacent 3 silicon atoms, while the covalent bond of the other adjacent silicon atom lacks 1 electron and 1 hole. After this hole is filled with valence electrons from nearby silicon atoms, the trivalent boron atom gains one electron and becomes a negative ion. At the same time, a hole appears on the adjacent covalent bond. Since boron atoms play the role of accepting electrons, they are called acceptor atoms, also known as acceptor impurities.

P type silicon

One hole can be provided for every boron atom doped in an intrinsic semiconductor. When a certain number of boron atoms are doped, the number of holes in the semiconductor can be much larger than the number of intrinsically excited electrons, becoming the majority carrier, and the electrons becoming minority carriers. Obviously, it is mainly holes that participate in conduction, so this semiconductor is called a hole-type semiconductor, or P-type semiconductor for short. More p-type semiconductor of PAM-XIAMEN, please refer to the GaN Epitaxial Growth on Sapphire for LED.

powerwaywafer

For mere information, kontakt os venligst e-mail på [email protected] og [email protected].

Del dette indlæg