Дырочный полупроводник (р-типа)

В случае добавления в полупроводник акцепторной примеси одна из валентных связей вблизи атома- акцептора остаётся незаполненной (рис.6,а).

Рис. 6,а. Примесной атом In в кристалле Ge.

Такое состояние нельзя назвать дыркой, т.к. атом акцептора электрически нейтрален. Потенциальная функция вблизи атомов примеси искажается (рис.6,б).

Рис. 6,б. Положение примесного атома In на потенциальной диаграмме.

Рис. 6,в. Энергетическая диаграмма р-полупроводника.

У края потенциальной ямы акцептора энергитический уровень, лежащий несколько выше потолка валентной зоны, остаётся незаполненным.

В результате теплового возбуждения один из валентных электронов соседних атомов может нарушать валентную связь и заместить свободный энергитический уровень (заполнить валентную связь) вблизи атома акцептора. При этом четвёртый электрон связан с акцептором лишь квантомеханическими силами, т.е. его энергетическое состояние окажется выше энергии остальных трёх электронов на величину, примерно равную классической кулоновской энергии. В результате такого перехода вблизи соседнего атома, которому ранее принадлежал рассмотренный электрон, образуется дырка, а атом акцептора превратится в неподвижный отрицательно заряженный ион. Следовательно, в процессе ионизации акцепторов образуется преимущественная концентрация дырок – образуются подвижные носители лишь одного знака. Такие полупроводники называются дырочными или р-полупроводниками. Как и в случае донорных примесей, положение акцепторов в зонной диаграмме характеризуется единым локальным энергетическим уровнем, расположенным вблизи потолка валентной зоны (рис.6,в).