Примеси замещения. Ковалентные полупроводниковые соединения

В полупроводниковых соединениях, например А¹¹¹В^V (InSb, GаSb, InАs), обычно примесные атомы замещения II группы (Мg, Zn), имеющие меньшую валентность, являются акцепторами, а примесные атомы VI группы (Sе, Те), обладающие большей валентностью, — донорами. Примесные атомы IV группы в полупроводниковых соединениях А¹¹¹В^V могут быть и донорами и акцепторами, в зависимости от того, какой атом соединения замещается примесным атомом. Если, например, примесный четырехвалентный атом замещает в решетке InАs трехвалентный атом In, то он будет донором, а если пятивалентный атом Аs, то — акцептором. Соотношения между размерами атомов играют большую роль в результатах замещения. Так, например, если примесный атом Рb, имеющий сравнительно большие размеры, замещает в решетке InSb атом In, то он ведет себя как донор, а попадая в решетку АlSb и занимая место атома Sb, он является акцептором. Замещение элементов, входящих в состав полупроводниковых соединений, другими из тех же групп периодической системы (III и V) не вызывает заметного изменения удельной проводимости этих полупроводников.

ПРИМЕСИ ЗАМЕЩЕНИЯ. ПОЛУПРОВОДНИКИ С ИОННЫМИ РЕШЕТКАМИ

К ним относятся сульфиды и оксиды (СdS, PbS, ZnO, Cu₂O). Экспериментальные данные о ионных полупроводниках показывают, что в оксидах и сульфидах большей частью наблюдается следующая закономерность. Если полупроводник может обладать электропроводностью п- и p -типов, как, например, РbS, то избыток серы по отношению к его стехиометрическому составу или примесь кислорода вызывает у него дырочную электропроводность, а избыток металла — электронную. В полупроводниках с одним типом примесной электропроводности увеличение числа дырок в полупроводнике p -типа получается за счет избытка кислорода или серы, а увеличение числа электронов в полупроводнике n -типа — за счет уменьшения числа этих элементов. Из опыта известно, что выдержка Cu₂O (дырочный полупроводник) в печи с кислородной средой ведет к увеличению проводимости, а ZnО (электронный полупроводник) — к ее уменьшению.