Đôi điều về Chất bán dẫn Nội tại và Ngoại tại

Đôi điều về Chất bán dẫn Nội tại và Ngoại tại

Có ba loại vật liệu bán dẫn cơ bản: chất bán dẫn nội tại, chất bán dẫn bên ngoài hay còn gọi là chất bán dẫn tạp chất.Cả hai loại vật liệu bán dẫn đều có thể được cung cấp bởiPAM-XIAMEN.

1. Chất Bán Dẫn Nội Tại Là Gì?

Chất bán dẫn bên trong dùng để chỉ chất bán dẫn tinh khiết hoàn toàn không có tạp chất và các khuyết tật mạng tinh thể, và nói chung là chất bán dẫn có độ dẫn điện chủ yếu được xác định bởi kích thích nội tại của vật liệu. Nồng độ electron và lỗ trống bên trong của nó bằng nhau. Silicon (Si), gecmani (Ge) và arsenide gali (GaAs) là những vật liệu bán dẫn nội tại điển hình. Chúng ta có thể phát triểnNội tại SiC Epilayertrên nền cacbua silic.

2. Chất Bán Dẫn Bên Ngoài Là Gì?

Pha tạp một số nguyên tố vi lượng như tạp chất trong chất bán dẫn nội tại có thể làm thay đổi đáng kể độ dẫn điện của chất bán dẫn. Các tạp chất được kết hợp chủ yếu là các nguyên tố hóa trị ba hoặc ngũ hành. Chất bán dẫn bên trong có pha tạp chất được gọi là chất bán dẫn bên trong. Trong quá trình điều chế chất bán dẫn bên ngoài, chất bán dẫn bên trong thường được pha tạp theo tỷ lệ của một phần triệu.

Chất bán dẫn bên trong có tính dẫn điện yếu và độ bền nhiệt kém nên không thích hợp sử dụng trực tiếp để chế tạo thiết bị bán dẫn. Hầu hết các thiết bị bán dẫn được làm bằng chất bán dẫn có chứa một lượng tạp chất nhất định. Theo các tính chất khác nhau của tạp chất pha tạp chất, chất bán dẫn có tạp chất được chia thành chất bán dẫn loại N và chất bán dẫn loại P.

2.1 Bán dẫn loại N

Silicon bán dẫn nội tại (hay germani) được pha tạp với một lượng nhỏ các nguyên tố hóa trị 5, chẳng hạn như phốt pho, và các nguyên tử phốt pho thay thế một lượng nhỏ nguyên tử silicon trong tinh thể silicon, chiếm những vị trí nhất định trên mạng tinh thể. Qua hình vẽ có thể thấy lớp ngoài cùng của nguyên tử photpho có 5 electron hóa trị. Trong đó, 4 điện tử hóa trị tạo thành cấu trúc liên kết cộng hóa trị với 4 nguyên tử silic liền kề tương ứng, còn điện tử hóa trị phụ nằm ngoài liên kết cộng hóa trị và chỉ liên kết yếu với photpho. Do đó, ở nhiệt độ phòng, năng lượng cần thiết để phá vỡ tự do có thể được thu nhận và trở thành các điện tử tự do, tự do giữa các mạng tinh thể. Nguyên tử photpho bị mất electron trở thành ion dương bất động. Nguyên tử photpho được gọi là nguyên tử cho vì chúng có thể giải phóng một điện tử, còn được gọi là tạp chất cho.

N loại silicon

Trong chất bán dẫn nội tại, một electron tự do có thể được tạo ra cho mỗi nguyên tử phốt pho được pha tạp chất, trong khi số lượng lỗ trống được tạo ra bởi kích thích nội tại không thay đổi. Theo cách này, trong chất bán dẫn được pha tạp với phốt pho, số electron tự do vượt xa số lỗ trống, trở thành hạt tải điện đa số (gọi là đa số), và lỗ trống là hạt tải điện thiểu số (gọi tắt là thiểu số). Rõ ràng, các điện tử chủ yếu tham gia vào quá trình dẫn điện, vì vậy loại bán dẫn này được gọi là bán dẫn loại điện tử, gọi tắt là bán dẫn loại N. Lấy của chúng tôiChất nền SiC loại 4H NVí dụ.

2.2 Chất bán dẫn loại P

Trong silicon bán dẫn nội tại (hoặc gecmani), nếu một lượng nhỏ các nguyên tố hóa trị ba, chẳng hạn như bo, được pha tạp, thì các nguyên tử bo sẽ thay thế một lượng nhỏ nguyên tử silicon trong tinh thể và chiếm các vị trí nhất định trên mạng tinh thể. Qua hình vẽ có thể thấy 3 electron hóa trị của nguyên tử bo tương ứng tạo thành liên kết cộng hóa trị hoàn chỉnh với 3 electron hóa trị trong 3 nguyên tử silic liền kề, còn liên kết cộng hóa trị của nguyên tử silic liền kề còn lại thiếu 1 electron và 1 lỗ trống. . Sau khi lỗ trống này được lấp đầy bởi các điện tử hóa trị từ các nguyên tử silic gần đó, nguyên tử bo hóa trị ba nhận được một điện tử và trở thành một ion âm. Đồng thời, một lỗ trống xuất hiện trên liên kết cộng hóa trị liền kề. Vì nguyên tử bo đóng vai trò nhận electron nên chúng được gọi là nguyên tử chất nhận hay còn gọi là chất nhận tạp chất.

Silicon loại P

Một lỗ trống có thể được cung cấp cho mỗi nguyên tử boron được pha tạp chất trong chất bán dẫn nội tại. Khi một số nguyên tử bo nhất định được pha tạp chất, số lượng lỗ trống trong chất bán dẫn có thể lớn hơn nhiều so với số lượng các điện tử được kích thích thực chất, trở thành hạt tải điện đa số và các điện tử trở thành hạt tải điện thiểu số. Rõ ràng là chủ yếu là các lỗ trống tham gia dẫn điện nên chất bán dẫn này được gọi là bán dẫn loại lỗ, gọi tắt là bán dẫn loại P. Thêm chất bán dẫn loại p của PAM-XIAMEN, vui lòng tham khảoTăng trưởng theo trục GaN trên Sapphire dành cho đèn LED.

powerwaywafer

Để biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua email [email protected][email protected].

Chia sẻ bài này