Физические процессы в полупроводниках, свойства и характеристики полупроводниковых материалов

Физические процессы в полупроводниках

Названия полупроводник получили из-за свойства изменять уровень зоны проводимости и валентной зоны под действием электрического поля.

Влияние температуры на полупроводники изменяет их проводимость. При низкой температуре полупроводники обдают свойствами диэлектриков, и наоборот при повышении температуры их проводимость возрастает и их свойства сопоставим с проводниками.

Различаю два типа проводимости полупроводников n- полупроводник и p+ полупроводник..

В полупроводниках n- типа основными носителями заряда являются электроны отрицательно заряженные частицы. Перенос заряда осуществляется в зоне проводимости полупроводника.

В полупроводниках p+ типа основными носителями заряда являются вакансии или "дырки" квазиположительные псевдочастицы.

Перенос заряда осуществляется в валентной зоне полупроводника.

Изменение типа проводимости добиваются путем легирования или введения примеси в собственный полупроводник

В отличии от металлов у которых электроны находятся в зоне проводимости у полупроводников носители заряда переходят из валентной зоны в зону проводимости под действием электромагнитного поля. Перейдя в зону проводимости электрон спустя короткое время возвращается в валентную зону и отдав энергию соизмеримую с величиной запрещенной зоны полупроводника полученную при переходе из валентной зоны в зону проводимости.

В приборах применяют n-p+ или p+n-. Благодаря разным типам проводимости на одном кристалле такие полупроводники обладают свойством односторонней проводимости (диод).

Свойства полупроводников зависят от способа получения, так как различные примеси в процессе роста могут изменить их. Основным свойством полупроводника является увеличение электрической проводимости с ростом температуры

Характеристики полупроводниковых материалов

Полупроводниковые материалы характеризуются следующими основными электрофизическими параметрами: удельным сопротивлением, типом проводимости, шириной запрещенной зоны, концентрацией носителей заряда и их подвижностью, эффективной массой и временем жизни. Ряд характеристик полупроводниковых материалов, например, ширина запрещенной зоны и эффективная масса носителей, относительно слабо зависит от концентрации химических примесей и степени совершенства кристаллической решетки. Ранее было сказано, что свойства зависят от содержания посторонних примесей, но ещё от степени совершенства кристаллического строения. Точечные Дефекты, как собственные, так и легирующие примеси, определяют концентрацию, тип проводимости, величину удельного сопротивления.