Примеси в полупроводниковых соединениях

Примеси в полупроводниковых соединениях [c.132]

Рассмотрим поведение примесей в полупроводниковых соединениях на примере соединений типа А "В . Поведение примесей в соединениях типа так же, как и в элементарных полупроводниках, определяется положением примеси в периодической системе, однако оно становится более сложным из-за усложнения строения основного вещества. В соединениях возрастает число различных позиций, которые могут занимать примесные атомы. [c.132]

Под примесями в полупроводниковых химических соединениях понимают не только включения атомов посторонних элементов, но и избыточные по стехиометрическому составу атомы тех самых элементов, которые входят в химическую формулу самого соединения. [c.325]

Такие А В полупроводниковые соединения могут стать полупроводниками л-типа в результате замещения некоторых атомов V группы атомами VI группы (иапример, Se, Те) или замещением элементов III группы иа Si, Ge или Sn. Они могут стать полупроводниками р-типа в результате замещения атомов III группы двухвалентными атомами, такими как Zn или d, а также Si, Ge или Sn вместо атомов V группы. Атомы IV группы могут стать или донорами, или акцепторами в А В полупроводниках. Они известны как амфотерные примеси. [c.198]

Электропроводность полупроводников обычно зависит от наличия в них примесей и дефектов решетки и в определенном температурном интервале быстро увеличивается с ростом температуры. В гл. 3 мы показали, что примеси элементов П1 и V групп в решетке элементов IV группы являются соответственно акцепторами и донорами электронов. В полупроводниковых соединениях соответствующие примеси ведут себя аналогично. Вакансии также относятся к числу дефектов, оказывающих влияние на электропроводность. Энергию, необходимую для отрыва электрона от донора или присоединения электрона к акцептору, называют энергией ионизации примеси или дефекта. Энергетические уровни простых доноров и акцепторов расположены в запрещенной зоне, вблизи зоны проводимости и валентной зоны соответственно (рис. 37), а энергия ионизации определяется как разность энергии между примесным уровнем и соответствующей зоной. Если в кристалле одновременно присутствуют доноры и акцепторы электронов, то электроны с донорных уровней перейдут на акцепторные и не дадут никакого вклада в электропроводность поэтому число примесных носителей тока при одновременном присутствии доноров и акцепторов определится как (Ш]—[Л]), т. е. как разность концентраций доноров и акцепторов. Если Ш]>>ГЛ], полупроводник относится к [c.72]

Получение особо чистых полупроводниковых соединений осуществляют, применяя для их синтеза очищенные компоненты. Суммарное содержание остаточных примесей в исходных материалах 10" —10" %. Синтез разлагающихся соединений проводят либо в запаянных кварцевых ампулах при контролируемом давлении паров летучего компонента в рабочем объёме, либо под слоем т. н. жидкого флюса, (иапр., особо чистый обезвоженный борный ангидрид). Синтез соединений, имеющих большое давление паров летучего компонента над расплавом, осуществляют в камерах высокого давления. Часто синтез совмещают с последующей дополнит, очисткой соединения путём направленной или зонной кристаллизация расплава. Направленную кристаллизацию осуществляют перемещением контейнера с расплавом в область (зону) с градиентом темп-ры. При зонной плавке расплавленная зона перемещается вдоль кристалла. [c.46]

Полупроводниковые, схемы представляют собой монолитные кремниевые структуры, в объеме которых методами полупроводниковой технологии сформированы отдельные элементы (диоды, транзисторы, резисторы, конденсаторы и т. п.) и соединения между ними, В основу этой технологии положена многократная диффузия примесей в кремниевую пластину, что позволяет за один технологический цикл образовать все элементы и соеди- [c.354]

Установление взаимосвязи между степенью ионности полупроводниковых соединений А и подвижностями носителей заряда р в них затруднительно, прежде всего, из-за сильной чувствительности р к дефектам кристаллов. В то время как измерения Eg в образцах с широким диапазоном значений концентрации примесей и дефектов дают одно и то же значение, для измерения решеточной подвижности p,i (см. ниже) необходимо иметь чистые и достаточно совершенные кристаллы. Поэтому далеко не во всех полупроводниках по измеренной при некоторой температуре подвижности можно говорить о надежном определении p,i. С другой стороны, сама теория химических связей не дает возможности рассчитывать численные величины подвижности носителей заряда из значений кристаллохимических параметров, характеризующих тип химической связи, можно говорить лишь о тенденциях, знание которых полезно для прогнозирования свойств получаемых полупроводниковых материалов. [c.68]

Неметаллы и химические соединения относят к высоко чистым веществам, если содержание лимитирующих примесей в них не менее чем на порядок ниже по сравнению с соответствующей маркой ХЧ, на два порядка — для марки ЧДА и на три порядка — для марки Ч. К высоко чистым веществам принято относить также металлы и полупроводниковые материалы, если содержание каждой из контролируемых примесей в них не превышает 1 (по массе). [c.191]

Итак, получение чистых полупроводниковых материалов производится химическими и металлургическими методами. Химическая очистка, например, германия и кремния заключается в получении их летучих соединений (как правило, галогенидов, см. гл. 6), которые легко отделяются от примесей и их соединений, а затем в восстановлении предварительно очищенных летучих соединений до элементарных Ое и 51. Металлургические методы заключаются в многократной перекристаллизации слитка основного вещества путем последовательного расплавления его участков. В этом курсе мы не будем рассматривать химические методы очистки веществ, так как они специфичны для каждого вещества, а остановимся на металлургических (кристаллизационных) методах очистки, при которых вещество может очищаться в процессе его выращивания. Кристаллизационные методы очистки основаны на различии содержания примесей в жидкой и твердой фазах, находящихся в равновесии при данной температуре (см. рис. 5.1). Следствием этого свойства является оттеснение примеси к концу слитка или ее захват в начальных частях слитка в ходе кристаллизации, то есть очистка вещества от примеси в любом случае. [c.192]

Для полупроводниковых соединений характерен тот же интервал значений Ко, что и для Ое и 51, но большее количество примесей имеет Ко > I я корреляция коэффициентов разделения с ковалентными радиусами примесей более слабая. Очистка полупроводниковых соединений сопряжена с большими трудностями, чем очистка элементарных полупроводников. Поэтому обычно очистку соединений начинают с очистки входящих в соединение компонентов, а затем производят синтез предварительно очищенных компонентов. Суммарное содержание остаточных примесей в исходных материалах обычно составляет величину и10 -10 %. Часто синтез совмещают с последующей дополнительной очисткой соединения путем направленной или зонной кристаллизации расплава (см. ниже). Однако, как правило, даже в чистом с химической точки зрения соединении остаются собственные дефекты, возникающие из-за отклонения состава от стехиометрического (неточности в соотношении числа атомов компонентов в соединении относительно формульного состава). К таким соединениям относятся, например, соединения [c.200]

Такая особенность приводит к исключительной чувствительности проводимости полупроводников к различным примесям, включая избыток или недостаток атомов одного из элементов, образующих полупроводниковые химические соединения кислорода в окислах, углерода в карбидах, серы в сульфидах и т. д. [c.270]

Общие представления. Для большинства полупроводниковых приборов используются примесные полупроводники. Поэтому в практике важное значение имеют такие полупроводниковые материалы, у которых ощутимая концентрация собственных носителей заряда появляется при возможно более высокой температуре, т. е. полупроводники с достаточно широкой запрещенной зоной. В рабочем интервале температур поставщиками свободных носителей заряда являются примеси. Примесями в простых полупроводниках служат чужеродные атомы. Под примесями в полупроводниковых химических соединениях понимают не только включения атомов посторонних элементов, но и избыточные по стехиометрическому составу атомы тех самых элементов, которые входят в химическую формулу самого соединения. Кроме того, роль примесей играют всевозможные дефекты кристаллической решетки пустые узлы, атомы или ионы, оказавшиеся в междоузлиях решетки, дислокации или сдвиги, возникающие при пластической деформации кристалла, микротре-дины и т. д. (стр. 12). Если примесные атомы находятся в узлах кристаллической решетки, то они называются примесями замещения, если в междоузлиях — примесями внедрения. [c.233]

Особенностью гетеродиффузии в полупроводниковых соединениях является то, что больщинство примесей диффундируют по подрещеткам тех компонентов соединения, которые ближе к примесям по химическим свойствам. В некоторых случаях известную роль играет и размерный [c.311]

Всем видам искусственного и природного графита свойственны различные устойчивые дефекты структуры. В зависимости от степени регулярности и характера дефектов в весьма широком диапазоне изменяются механические, теплофизические, полупроводниковые и другие практически важные свойства графитовых материалов. Дополнительное разнообразие вносят гетероатомы, входящие в углеродные материалы либо в составе функциональных группировок на призматических гранях кристаллов графита, либо в форме соединений, внедренных в межплоскостное пространство, либо в виде механических примесей. [c.10]

В формировании Ц. с. большого радиуса активно участвуют мн. соседние атомы, ионы или молекулы осн. вещества и лаже весь кристалл в целом. Типичными примерами таких центров служат изовалентные примеси Р, As, Sb в элементарных полупроводниках Ge, Si или полупроводниковых соединениях группы АН Г BV. Для описания свойств их излучения применяют водородоподобную (или гелиеподобную) модель Ц. с. с учётом эфф. массы локализованного носителя заряда и дизлектрич. проницаемости среды. [c.426]

Во мн. случаях реализуется промежуточный случай Ц. с. ср. радиуса, представляющий наиб, трудности ДJ я вден-тификации их строения и теоретич, расчётов энергетич. структуры. Такого типа центры образуются, напр., в типичных кристаллофосфорах на основе широкозонных полупроводниковых соединений группы АП BV (напр., ZnS), легированных ионами тяжёлых металлов (Ag, Си, Аи). В состав этих центров могут входить собств. дефекты кристаллич, структуры и соактивирующие примеси, образующие в нек-рых случаях донорно-акцепторные пары. Для формирования определ. Ц. с. требуется строго выдерживать заданные условия синтеза (темп-ру и длительность прокалки, скорость охлаждения, вакуумирование или давление активирующих паров и т. д.). [c.426]

Полупроводниковые фазы типа А В определенного стехиометрического состава не являются чисто ковалентными кристаллами, так как из-за различия в валентности элементов в них наряду с ковалентными возникают и ионные связи. Кристаллическая решетка таких соединений аналогична решетке алмаза. Из соединений типа А В применяют соединения с сурьмой — антимониды (например, ZnSb) и с мышьяком — ар-сениды (например, GaAs). Они имеют определенный химический состав, поэтому неосновные носители электрического тока возникают из-за примесей, точечных дефектов и разупорядоченности. Примеси П1 и V групп мало влияют на проводимость. Примеси П группы являются акцепторными, VI — донорными. Элементы IV группы в тех случаях, когда они замеш ают атомы А — доноры, если замещают атомы В — акцепторы. [c.589]

Электропроводность полупроводниковых соединений зависит от примесей, входящих в межузлия атомной решетки или в узлы в виде атомов замещения. [c.250]

Увеличение числа свободных носителей под действием света ведет к возрастанию электропроводимости (фотопроводимость). Основанные на этом явлении приемники излучения называются фотосопротивлениями. Фотосопротивления в виде тонких пленок на основе 1пА5, РЬ5, РЬТе и других полупроводниковых соединений обладают чувствительностью вплоть до длин волн 7—8 мкм. Для видимой и ближней инфракрасной области спектра большей эффективностью обладает другой тип фотоприемника — фотодиод. Фотодиод представляет собой полупроводниковую пластинку, внутри которой благодаря различным примесям имеются две области с электронной и дырочной проводимостями (рис. 9.13, а). Напряжение от внешнего источника приложено к п-р-переходу в запирающем направлении, для которого сопротивление перехода велико. При освещении области п-р-пере.хода в ней появляются неосновные носители (электроны в р-области и дырки в п-области), что приводит к возникновению тока в цепи. Обычно фотодиод изготавливается так, чтобы свет падал перпендикулярно границе раздела, проходя через тонкий р-слой (рис. [c.465]

Кристаллизация из раствора часто способствует получению более чистого и соверщенного по структуре полупроводникового монокристалла. Это связано с тем, что в этом случае процесс кристаллизации проводится при низких температурах, что ведет к меньщему загрязнению выращиваемого кристалла. Кроме того, происходит дополнительная очистка кристалла от примесей, если коэффициент разделения примеси в нем К < I. Например, соединение GaP в процессе кристаллизации из раствора может очищаться от таких примесей, как Ag, u, Fe, коэффициент разделения которых в GaP меньще 1. [c.235]

Параметры диффузии примесных элементов, диффундирующих в одной подрещетке полупроводникового соединения, очень близки между собой и резко отличаются от параметров диффузии примесей, диффундирующих по другой подрещетке. [c.312]

А1А , А18Ь, ОаР, ОаАз, ОаЗЬ, 1пР, 1пА5, 1п5Ь. По ряду свойств эти химические соединения близки к полупроводниковым материалам — Ое и 51. Так, подвижность носителей заряда в них достигает больших значений ширина запрещенной зоны также велика, а вводимые примеси изменяют механизм электропроводности, поскольку некоторые атомы II группы (2п, Сс1) являются акцепторными, а VI группы (5е, Те) — донорными примесями. [c.390]

Разработка и оформление чертежей на полупроводниковую микросхему тесно связаны с технологией ее изготовления, которая заключается в создании элементов микросхемы и их соединений в объеме и на поверхности полупроводниковой пластины (подложки). Технология изготовления ПИМС строится на сочетании двух основных методов диффузии и фотолитографии. С помощью диффузии (введение примесей) создаются объемные структуры элементов ПИМС, фотолитография позволяет получать необходимые конфигурацию и размеры этих структур [c.538]

При изготовлении интегральной схемы на пластинку из полупроводникового материала наносятся последовательно слои примесей, диэлектриков, напыляются слои металла. Для каждого нового слоя используется своя технология нанесения и свой рисунок расположения деталей. В результате на одном кристалле одновременно создается несколько тысяч транзисторов, коыден-саторов, резисторов и диодов, соединенных процодаиками в определенную схему. Например, микросхема часов Электроника размещена на кремниевом кристалле толщиной 0,5 мм и размерами 4x3,6 мм. В этой микросхеме содержится около 3000 транзисторов. Размеры отдельных элементов микросхемы могут быть 2—5 мкм, погрешность при их нанесении не должна превышать 0,2 мкм. [c.162]

Эти соединения так же, как кремний, германий, серое олово (низкотемпературная модификация а—Sn), обладают полупроводниковыми свойствами. Введением небольших количеств, донорпых и акцепторных примесей можно создавать в этих полупроводниках электронную ( -тип) или дырочную (р-тип) проводимости. [c.35]

Метод ионной имплантации позволяет синтезировать волноводные структуры в соединениях А" В с высоким оптическим качеством. По сравнению с элементарными полупроводниками процессы имплантации в многокомпонентных твердых растворах имеют ряд особенностей. К ним относятся возможность разложения полупроводникового материала при отжиге, следующем за ионной имплантацией возможные эффекты не-стехиометрии, получающиеся при ионном внедрении легирующей примеси, атомы которой должны располагаться в одной подрешетке соединения таким образом, чтобы быть электрически активными необходимость в ряде случаев проводить имплантацию при повышенных температурах возможность изменений в материале подложки, вызванных неимплантационным легированием. [c.170]

Смотреть страницы где упоминается термин Примеси в полупроводниковых соединениях : [c.120] [c.128] [c.368] [c.286] [c.110] [c.354] [c.240] [c.79] [c.163] [c.26] [c.240] [c.116] [c.136] [c.291] [c.97] [c.187] [c.101] [c.151] [c.182] [c.17]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...