Акцепторні рівні.
Внутрішня будова напівпровідників та їх властивості
На рис. 7.18,б показана енергетична схема германію, що містить домішку індію. Безпосередньо у вершині валентної зони на відстані Еа розташовуються незаповнені енергетичні рівні атомів індію. Близькість цих рівнів до валентної зони приводить до того, що вже при порівняно низьких температурах електрони з валентної зони переходять на домішкові рівні. Зв’язуючись із атомами індію, вони втрачають… Читати ще >
Акцепторні рівні. Внутрішня будова напівпровідників та їх властивості (реферат, курсова, диплом, контрольна)
Припустимо тепер, що в решітці германію частина атомів германію заміщена атомами тривалентного індію (рис. 7.2, а). Для утворення зв’язків із чотирма найближчими сусідами в атома індію не вистачає одного електрона.
Рис. 7.2. Збудження домішкових носіїв зарядів у напівпровідниках р-типу: а) атоми тривалентного індію в решітці германію при Т=0 К. Четвертий зв’язок атома індію не укомплектований; б) при Т>0 К електрони можуть переходити на неукомплектовані рівні домішкових атомів, що веде до утворення іона індію й незаповненого рівня (дірки) у валентній зоні германія Еа; в) енергетичні рівні неукомплектованих зв’язків домішкових атомів являють собою акцепторні рівні; г) перехід електронів з валентної зони на акцепторні рівні при Т>0 К приводить до виникнення дірок.
Його можна запозичити в атома германію. У табл. 5.2 приведена енергія, необхідна для забезпечення такого «запозичення» електрона атомами бора, алюмінію, галію й індію з валентної зони германію й кремнію. З даних табл. 7.2 видно, що Еа має той же порядок величини, що й Ед.
Таблиця 7.2. Рівні енергій акцепторних домішок.
Бор | Алюміній. | Галій. | Індій. | |
Si. | 0,045. | 0,06. | 0,07. | 0,16. |
Ge. | 0,010. | 0,01. | 0,011. | 0,011. |
Розірваний зв’язок (мал. 7.2,б) являє собою дірку, тому що вона відповідає утворенню у валентній зоні германію вакантного місця.
На рис. 7.18,б показана енергетична схема германію, що містить домішку індію. Безпосередньо у вершині валентної зони на відстані Еа розташовуються незаповнені енергетичні рівні атомів індію. Близькість цих рівнів до валентної зони приводить до того, що вже при порівняно низьких температурах електрони з валентної зони переходять на домішкові рівні. Зв’язуючись із атомами індію, вони втрачають здатність переміщуватися в решітці германію й у провідності не беруть участі. Носіями заряду є лише дірки, що виникають у валентній зоні. Тому провідність германію в цьому випадку є в основному дірковою.
Домішки, що захоплюють електрони із валентної зони напівпровідника, називаються акцепторними домішками, а енергетичні рівні цих домішок — акцепторними рівнями.