ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Примеси в полупроводниках (атомные дефекты) из "Введение в технологию полупроводниковых материалов" Согласно теории и опыту работы с полупроводниковыми элементами (германием и кремнием) наиболее эффективным методом управления их структурно-чувствительными свойствами является легирование кристалла примесями введение примесей Б решетку данного чистого вещества соответствует образованию твердого раствора. При малых концентрациях примеси можно считать, что ее атомы распределяются равномерно по всему объему кристалла и что нарушения периодичности кристаллической решетки локализованы в небольшом объеме, окружающем атом-примеси. [c.163] Примесные атомы в соответствии с их воздействием на электрофизические свойства кристаллов можно разделить на электрически активные и электрически не активные (при определенных, внешних условиях). [c.163] Электрически активные примеси могут быть однозначно активны, т. е. проявлять себя в данном материале либо как доноры, либо как акцепторы, или амфотерно активными, т. е. часть атомов-примеси может проявлять донорные свойства, а другая часть — акцепторные. [c.163] При легировании полупроводника примесью образуются как-твердые растворы замещения, так и твердые растворы внедрения Электрическая активность примесей характеризуется в основном числом и распределением связей атома примеси с соседними атомами основного вещества. Известно, что в кристаллах со структурой типа алмаза (германий, кремний, алмаз) акцепторами являются элементы третьей группы, атомы которых устанавливают связь только с тремя из четырех окружающих их атомов и генерируют, таким образом, дырку, а донорами — элементы пятой группы, у которых после установления связей со всеми четырьмя соседними атомами остается один свободный электрон, легко переводящийся в зону проводимости. [c.163] Из соотношений (4.6) и (4.7) следует, что всякое увеличение концентрации электронов вызовет уменьшение степени ионизации атомов примеси В, а следовательно, и ее растворимость в кристалле М. [c.165] Если кристалл М был предварительно легирован акцепторной примесью А, то растворимость донорной примеси В будет больше, чем в случае чистого кристалла М. [c.165] Поэтому введение примеси в кристалл всегда должно сопровождаться снижением его свободной энергии, и, следовательно, чистая фаза должна быть термодинамически неустойчивой, когда она находится в контакте с посторонними фазами. [c.166] Этот вывод имеет большое практическое значение, так как он показывает, что процесс загрязнения материала является самопроизвольным. Например, при расплавлении чистого материала в тигле материал тигля и содержащиеся в нем примеси будут стремиться перейти в расплав. [c.167] Вернуться к основной статье