double arrow

Полупроводниковые материалы. К этому классу относятся очень разнородные материалы, с одной стороны как органические так и не органические


К этому классу относятся очень разнородные материалы, с одной стороны как органические так и не органические, с другой стороны как кристаллические, так и аморфные, как твердые, так и жидкие, как магнитные так и не магнитные. Их роднят электрофизические свойства под небольшим электрическим воздействием. Выделяют двенадцать элементов с полупроводниковыми свойствами: бор, алмаз, кремний, германий, олово (серое), фосфор, мышьяк, сурьма, сера, селен, тантал?, йод.

Германий

Сложность: сильно рассеянный элемент в земной коре, содержание германия гораздо больше, чем олова, но месторождений с большой концентрацией очень мало. По этой причине от использования германия отходят. Основной источник для получения германия это побочные продукты очистки некоторых руд, например: медных, цинковых, свинцовых и других. Германий химически устойчив в воздухе. Для изготовления приборов используется германий с добавлением примесей, процесс добавления примесей называется легированием.

Очистка полупроводниковых материалов

1. Зонная плавка:

Путем внешнего нагрева движется узкая расплавленная зона, при кристаллизации примеси вытесняются в зону расплава и двигаются в конец стержня. Таким образом, перемещающаяся расплавленная зона оттягивает на себя примеси из заготовки. Процесс проводят несколько раз, затем конец стержня обрезают.




2. Вытягивание из расплава

В расплав германия погружается монокристаллическая заготовка, потом медленно вынимается, за ней тянется жидкий столб за счет поверхностного натяжения. При подъеме он затвердевает, образуя единое целое с заготовкой. Таким образом, получается стержень диаметром порядка 10 см (примеси в заготовку не попадают). Метод позволяет организовать непрерывное производство. Этот процесс можно совмещать с легированием. Общие недостатки изделий из германия:

При температуре большей полупроводниковые эффекты пропадают.

Относительно низкое обратно переходное пробивное напряжение.

Кремний:

Кремний наиболее широко распространен в виде оксида кремния . Окончательная очистка кремния производится осаждением газовой фазы на твердую заготовку. У кремния запрещенная зона шире, чем у германия. Чистый кремний при комнатной температуре достаточно инертен. В отличии от германия способы очистки кремния в основном химические. В планарной технологии для получения изделий из кремня используются эпитаксиальные методы. Они реализуются в виде осаждения тонких слоев. Эпитаксия – ориентированное наращивание одного кристаллического вещества на поверхности другого кристалла, который служит подложкой. При этом новообразованный слой повторяет структуру подложки. При относительно невысоких температурах и плавных скоростях имеют место высокая частота и структурное совершенство. Приборы на основе кремния держат ??? и используются в солнечных батареях, фото-устройствах и др.



Алмаз:

Различают три модификации алмаза: I, IIа, IIб.

Основное применение алмаза в полупроводниковых счетчиках - излучений. Они имеют существенное преимущество перед газовыми счетчиками (счетчик Гейгера). В алмазе под действием и - лучей образуется электрический импульс за счет перехода электрона в зону проводимости, затем, данный импульс фиксируется.

Полупроводниковые соединения типа

Соединения элементов III группы с элементами V группы.

В качестве A:

В качестве B:

Таким образом, в среднем на атом приходится 4 электрона. По три электрона от каждого атома образуют ковалентные связи, оставшиеся два образуют ионную связь, за счет которой и наблюдаются полупроводниковые эффекты. В кристаллической решетке атомы чередуются. Из всех возможных пар самые распространенные: (арсенит галлия), (антимонит галлия), , , ,

У таких соединений подвижность электронов, как правило, больше чем у дырок, поэтому проводимость электронная. Кроме того, существует еще одна особенность: при рекомбинации электронов и дырок можно легко получить оптическое излучение. С ростом длинны волны эффективность выше. В ИК светодиодах КПД выше. наиболее перспективный материал для солнечных батарей, применяется для диодов Ганна, магниторезисторов и преобразователей Холла.



Также используются соединения типа

Из них наиболее распространенный сульфид цинка , используется для промышленных люминофоров. Сульфид кадмия , используется для особо чувствительных светорезисторов в видимом диапазоне.







Сейчас читают про: