Влияние примесей на электрические свойства полупроводников

Характер проводимости полупроводника меняется при добавлении в него примесей – атомов других химических элементов.

Примесь большей валентности. На рисунке показан пример добавления к четырёхвалентному германию атома пятивалентного мышьяка.

Мышьяк использует четыре валентных электрона для образования ковалентных связей с соседями, а пятый валентный электрон теряет. Образуются положительный ион мышьяка и свободный электрон. Под действием электрического поля такой электрон участвует в протекании электрического тока. Полупроводники с примесью большей валентности обладают преимущественно электронной проводимостью (n-типа). Саму примесь, дающую электроны, называют донорной (от «donare» – дарить).

Примесь меньшей валентности. На рисунке показан пример добавления к четырёхвалентному германию атома трёхвалентного индия.

Индий использует три валентных электрона для образования ковалентных связей с соседями, а связь с четвёртым соседом остаётся неполной. Электрон соседней ковалентной связи может занять пустое место. Образуются отрицательный ион индия и дырка. Под действием электрического поля дырка участвует в протекании электрического тока. Полупроводники с примесью меньшей валентности обладают преимущественно дырочной проводимостью (p-типа). Саму примесь, забирающую электроны, называют акцепторной (от «acceptor» – приёмщик).