Элементарные полупроводники кремний, германий

Элементарные полупроводники кремний, германий [c.272]

Н ое состояние). В процессе взаимодействия атомов с образо ванием кристалла предварительно происходит распаривание Зз -электронов, при этом один из них переходит на вакантную Зр-орбиталь (рис. 36, б). Затем происходит зр -гибридизация, в результате чего все четыре электрона становятся идентичными, обладая одинаковой формой электронного облака. Каждый атом кремния в возбужденном состоянии располагает четырьмя валентными электронами. Сетка валентных связей в кристалле кремния имеет следующий вид атом кремния находится в центре правильного тетраэдра, а валентные связи направлены к его углам. Такой же вид сетки и у германия — другого элементарного полупроводника с идеально ковалентной или гомеополярной (атомной, неполярной) связью. Отличие заключается лишь в том, что теперь гибридизации подвергаются 4з- и 4р-электроны. [c.97]

Наибольшее применение из материалов высокой чистоты получили элементарные полупроводники германия и кремния. Они имеют кристаллическую решетку типа алмаза. [c.66]

В настоящее время наиболее распространены так называемые элементарные полупроводники, т. е. такие материалы, которые состоят из одного химического элемента (например, германий, кремний, селен). [c.176]

Усиленное исследование германия и кремния за последние годы привело к тому, что эти полупроводники в настояш,ее время являются наиболее хорошо изученными электронными полупроводниками. Это в большой степени стало возможным благодаря развитию техники приготовления образцов с контролируемым содержанием примесей и с широким диапазоном электросопротивлений. Поэтому неудивительно, что внимание в области разработки термометров из элементарных полупроводников уделялось именно этим веществам. [c.168]

Велики технологические трудности. Опыт по получению пленок элементарных полупроводников — германия и кремния — показы вает, что для получения пленки определенного контролируемого ти па проводимости необходим высокий вакуум (10 —10 мм рт. ст.) Полупроводниковые пленки чрезвычайно чувствительны к загряз нениям при нанесении, так как эти примеси и будут в итоге опреде лять проводимость пленки. Поэтому в данном случае наилучшим методом испарения будет бестигельный, с помощью электронной бомбардировки. [c.164]

Среди элементарных полупроводников самое широкое применение получили кремний и германий. В отличие от кремния, германий - редкий элемент, содержание его в земной коре составляет всего 1 (Г %. Оба эти элемента имеют кристаллическую решетку типа алмаза (см. рис. 1.7), их основные электрофизические характеристики представлены в табл. 15.1. [c.649]

Поведение примесей в элементарных полупроводниках рассмотрим на примере их поведения в германии и кремнии. Напомним, что главным образом это поведение определяется положением примесей в периодиче- [c.120]

Простые полупроводники. К числу элементарных полупроводников относятся 12 простых веществ бор, углерод, кремний, фосфор, сера, селен, германий, мышьяк, серое олово, сурьма, теллур, йод. Обобщенной характеристикой химической связи в подгруппе является порядковый номер полупроводника в периодической системе Д. И. Менделеева. Простые полупроводники обладают ковалентной связью, которая образуется при взаимодействии двух электронов с противоположными спинами. [c.230]

В табл. 1 приведены характеристики и энергии связи экситонов для нескольких полупроводников, рассчитанные по этим простым формулам Как нетрудно видеть, в случае кремния и германия водородоподобная волновая функция экситонов распространяется на много элементарных ячеек решетки (расстояние между атомами в кристалле составляет примерно 3 А), чем и оправдывается использование эффективных масс и зарядов. Но в некоторых полярных полупроводниках экситоны имеют малые боровские радиусы, и в этих случаях приближение эффективной массы оказывается не столь хорошим. (Дополнительное усложнение в таких прямозонных полупроводниках обусловлено тем, что имеет место сильная связь экситона [c.131]

Полупроводники представляют собой обширную группу веществ, занимающих по величине удельной объемной проводимости промежуточное положение между диэлектриками и проводниками. Возможность получения различного характера электроироводности — электронной и дырочной — и управления ею составляет одну из важных отличительных особениосте полупроводников. В периодической системе имеется 12 элементов, обладающих полупроводниковыми свойствами это так называемые элементарные или простые полупроводники (основной состав полупроводника образован атомами одного химического элемента). Такими элементами являются в III группе — бор в IV группе — углерод, кремний, германий, олово (серое) в V группе — фосфор, мышьяк, сурьма в VI группе —сера, селен, теллур в VII группе — йод. Достаточно отчетливо можно представить общие закономерности и особегнюсти элементарных полупроводников, рассматривая такие полупроводники, как германий и кремний ( 13.5 и 13.6). [c.171]

Различают полупроводники элементарные и соединения. К элементарным относятся следующие элементы таблицы Менделеева углерод (алмаз), кремний, германий, олово, фосфор, мышьяк, сурьма, висмут, сера, селен, теллур, йод. Полупроводниковые соединения сульфиды цинка, германия, олова, кадмия, ртути, сзинца селениды цинка, германия, олова, кадмия, ртути, свинца теллуриды цинка, германия, олова, кадмия, ртути, свинца арсенид и фосфит галлия карбид кремния и др. Имеются также аморфные (стеклообразные), органические и магнитные полупроводники, свойства которых пока недостаточно изучены. [c.335]

Для производства полупроводниковьж приборов широко применяются элементарные полупроводники, которые обладают поликристаллической или монокристаллической структурой, из которых наибольшее применение нашли германий и кремний. Из легированных монокристаллов германия или кремния вырезают пластины, которые являются основой для изготовления приборов и интегральных микросхем. [c.335]

Электрические свойства кристаллического твердого тела определяются его зонной структурой, т. е. спектром разрешенных энергетических состояний его электронов, и степенью заполнения этих зон. В кристаллическом кремнии при нулевой температуре валентные электроны (по четыре от каждого атома) заполняют всю валентную зону , отделенную от пустой зоны проводимости энергетической щелью шириной примерно в 1 эБ. В элементарных полупроводниках германий и кремнии модао проследить происхождение запрещенной зоны из ковалентных связей между атомами валентная зона образуется связанными состояниями с более низкой энергией, а зона проводимости —высоколежащими антисвязанными состояниями 1) Поскольку дальнейшее увеличение кинетической энергии электронов, находящихся в заполненной зоне, невозможно, оказывается, что в основном состоянии кристалла подвижные носители заряда отсутствуют, так что при Т— 0 кристалл является диэлектриком, [c.127]

Эти наиболее характерные особенности полупроводников легко объясняются с помощью широко известной вильсоновской модели энергетических зон. Для простоты рассмотрим эту модель на примере элементарного полупроводника, такого, как германий или кремний. В таком веществе имеется четыре валентных электрона на атом, и этого числа как раз достаточно для того, чтобы заполнить все возможные уровни в разрешенной зоне энергетических состояний электронов. Эта заполненная валентная зона отделена от более высоко расположенной пустой зоны разрешенных состояний ( зоны проводимости ) областью запрещенных энергий шириной АЕ —0,7 эв для германия), как показано на фиг. 2, а. До тех пор пока все электроны остаются в валентной зоне, вещество ведет себя как изолятор, так как по принципу Паули нет свободных уровней, на которые электроны могли бы быть переведены приложенным электрическим полем. Однако при некоторой конечной температуре отдельные электроны могут в результате возбуждния их тепловым движением перейти в зону проводимости, где они получат доступ к многочисленным свободным уровням и, таки.м образом, смогут участвовать в электропроводности. Аналогично и дырки, образующиеся при этом в валентной зоне, также смогут участвовать в электропроводности в качестве носителей тока. [c.160]

Модель энергетических зон, с помощью которой мы рассмотрели свойства элементарных полупроводников, пригодна также и для описания свойств полупроводящих смесей, таких, как ZnO, PbS, Si и др. В этих полупроводниках возникновение донорных или акцепторных уровней тесно связано с избыточным (по сравнению со стехиометрическим) составо.м атомов металла или неметалла, так же как и с присутствием атомов примесей. В остальном электрические свойства полупроводящих смесей очень похожи на электрические свойства германия и кремния. [c.164]

Для изготовления полупроводниковых приборов используют следующие элементарные полупроводники германий, кремний, бор, углерод, селен, теллур, форсфор и др. Из них наибольшее распространение получили германий и кремний. [c.180]

Изоэлектронные примеси — это примесные атомы из той же подгруппы таблицы Менделеева, что и атомы основного элементарного полупроводника или компонента соединения, имеющие с ними одинаковое число валентных электронов и размещающиеся в узлах рещетки основного вещества (например, олово в германии и кремнии висмут в фосфиде галлия). [c.120]

В зависимости от химического состава стеклообразные материалы могут быть диэлектриками, полупроводниками и проводниками. Типичными представителями стеклообразных полупроводников являются халькогенидные стеклообразные полупроводники (ХСП), которые представляют собой сплавы халькогенов — элементов шестой группы периодической системы (серы 5, селена 5е или теллура Те) с элементами пятой (мышьяк Аз, сурьма 5Ь) или четвертой (кремний 51, германий Ое) групп. К этим же материалам относят элементарный халькоген — стеклообразный селен. [c.12]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...