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GaAs中起施主作用的是

时间:2023-06-26 来源:乌哈旅游

GaAs中起施主作用的是Si,Si取代GaAs中的As原子则起受主作用。

导带中电子浓度随硅杂质浓度的增加而增加,当硅杂质浓度增加到一定程度时趋于饱和。

硅先取代Ga原子起施主作用,随着硅浓度的增加,硅取代As原子起受主作用。

《半导体物理学(第7版)》较全面地论述了半导体物理的基础知识。

全书共13章,主要内容为:半导体的晶格结构和电子状态;杂质和缺陷能级;载流子的统计分布;载流子的散射及电导问题;非平衡载流子的产生、复合及其运动规律;pn结;金属和半导体的接触;半导体表面及MIS结构;半导体异质结构;半导体的光、热、磁、压阻等物理现象和非晶态半导体。

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GaAs中起施主作用的是

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目前在gaas工艺中用得最多的施主杂质是什么?为什么

(1)什么叫半导体? 导电性能介于导体与绝缘体之间的材料,叫做半导体. 例如:锗、硅、砷化镓等. 半导体在科学技术,工农业生产和生活中有着广泛的应用.(例如: 电视、半导体收音机、电子计算机等)这是什么原因呢?

浅能级杂质的Ⅲ-Ⅴ族半导体中的浅能级杂质

a)在GaAs、GaP等Ⅲ-Ⅴ族半导体中,Ⅵ族元素是施主杂质,替代晶格上的Ⅴ族原子。它们在GaAs中的电离能分别为S[0.00587eV]、Se[0.00579eV]、Te[0.03eV]、O[有一个浅能级和一个0.75eV的深施主能级];在GaP中的电离能分别为S[0.107eV]、Se[0.105eV]、Te[0.093eV]、O[只有一个0.897eV的深能级]。在GaAs和

GaP中常用的施主杂质是Se和Te 。

b)Ⅱ族元素是受主杂质,替代晶格上的Ⅲ族原子。它们在GaAs中的电离能分别为Be[0.028eV]、Mg[0.0288eV]、Zn [0.0307eV]、Cd[0.0347eV]、Hg[0.012eV];在GaP中的电离能分别为Be[0.057eV]、Mg[0.060eV]、Zn[0.070eV]、Cd[0.102eV]。GaAs和GaP中常用的受主杂质是Zn、Cd和Mg。

c)Ⅳ族元素 (C、Si、Ge、Sn、Pb等) 属于两性杂质,一般形成浅能级。当它们替代晶格上的Ⅲ族原子时表现为施主,替代晶格上的Ⅴ族原子时表现为受主;如果是混乱地替代Ⅲ族和替代Ⅴ族原子,则总效果是起施主还是起受主作用,将与掺杂浓度和浓度条件有关。

杂质Si在GaAs中通常是取代Ga而起施主作用 (EC-0.002eV),但当Si浓度>1018cm-3时,将取代As而主要起受主作用 (Ev+0.03eV);另外, Si还产生两个与络合物有关的能级( [SiGa-SiAs]或[SiGa-VGa]络合物产生的(Ev+0.10eV)能级, [As-空位] 络合物产生的(Ev+0.22eV)能级)。Ge、Sn在GaAs中当取代Ga时都产生 (EC-0.006eV) 的浅施主能级, 当取代As时都产生受主能级 (Ge的为[Ev+0.03eV], Sn的为[Ev+0.20eV]),Ge络合物还产生一个(Ev+0.07eV)的受主能级。一般, Si 、Ge、Sn常用作为GaAs的浅

施主杂质。

Ⅳ族元素Si在GaP中取代Ga时将起施主作用[EC-0.082eV],取代As时将起受主作用[Ev+0.203eV]。C在GaP中将产生一个受主能级[Ev+0.041eV]。Ge在GaP中将产生一个受主能级[Ev+0.30eV]。Sn在GaP中将产生一个施主能级[EC-0.065eV]。

硅在砷化镓中属于什么杂质

硅在砷化镓中属于受主杂质。在硅中掺入V族元素杂质(如磷P,砷As,锑Sb等)后,这些V族杂质替代了一部分硅原子的位置,但由于它们的外层有5个价电子,其中4个与周围硅原子形成共价键,多余的一个价电子便成了可以导电的自由电子,这样一个V族杂质原子可以向半导体硅提供一个自由电子而本身成为带正电的离子,把这种杂质称为施主杂质;若在硅中掺入III族元素杂质,(如硼B,铝Al,镓Ga,铟In等),这些III族杂质原子在晶体中替代了一部分硅原子的位置,由于它们的最外层只有3个价电子,在与硅原子形成共价键时产生一个空穴,这样一个III族杂质原子可以向半导体硅提供一个空穴,而本身接受一个电子成为带负电的离子,把这种杂质称为受主杂质。

深能级杂质的Ge和Si中的的深能级杂质

一般,非Ⅲ、Ⅴ族元素都是深能级杂质。其特点是:可以起施主作用,也可以起受主作用;可以产生多次电离而形成多个能级。

①Ⅰ族元素:在Ge中,Au、Cu、Ag都是替代式杂质(各形成3个受主型深能级,Au还另外形成一个施主型深能级,Au在Ge有Au、Au、Au、Au、Au五种带电状态),Li是间隙式杂质(形成一个浅施主能级);在Si中,Au是替代式杂质(形成一个施主型深能级Au[EV+0.35eV]和一个受主型深能级Au([Ec-0.54eV],其他的能级也可能太深(进入了能带)而检测不到),Cu形成3个受主型深能级,Ag形成一个受主型深能级,Li形成一个间隙式浅施主能级。Au原子在半导体中的带电状态与半导体的型号和掺杂浓度有关,即在n型半导体中容易获得电子而成为Au,在p型半导体中容易失去电子而成为Au。

②Ⅱ族元素:在Ge中,Zn、Cd、Hg、Be都是替代式杂质(各形成2个受主能级);在Si中,Zn、Cd、Mg都是替代式杂质(各形成2个受主能级),Be也是替代式杂质(形成一个受主能级),Hg还形成2个施主能级。

③Ⅵ族元素:在Ge中,S、Se、Te都是替代式杂质,各形成2个施主能级;在Si中,S是替代式杂质(形成3个施主能级),Te是替代式杂质(形成2个施主能级),Se和O的能级情况尚不清楚。

④过渡金属元素:在Ge中,Mn、Fe、Co、Ni都是替代式杂质,各形成2个受主能级,Co还形成一个施主能级;在Si中,Mn、Fe都是替代式杂质(形成施主能级),Co、Ni也都是替代式杂质(各形成2个受主能级)。

⑤Ⅲ族元素:其中的In和Tl在Si中都是替代式杂质,但都形成深的受主能级(In的为0.16eV,Tl的为0.26eV)。

ELO是什么?

elo指ELO中心,是半绝缘体GaAs中容易出现的一种缺陷中心。

它实际上就是取代了晶格中As原子的氧原子,这是一种点缺陷,具有施主型的深能级;这种氧原子也可以与其他点缺陷构成复合的点缺陷,都起着施主作用。它将使p型GaAs的电阻率增大。

相关信息:

为了减少ELO中心,需要注意从GaAs中除去氧气。

此外,值得信赖中心也有一定的使用:在砷化镓掺杂Cr,为了避免造成的不利影响将Cr,也可以适当掺杂O,以形成一些值得中心来弥补Cr的副作用——所谓的双掺杂技术Cr和O。

elo是什么意思?

elo指ELO中心,是半绝缘体GaAs中容易出现的一种缺陷中心。

它实际上就是取代了晶格中As原子的氧原子,这是一种点缺陷,具有施主型的深能级;这种氧原子也可以与其他点缺陷构成复合的点缺陷,都起着施主作用。它将使p型GaAs的电阻率增大。

特点

同一块半绝缘体,它的导电能力,在不同的情况下会有非常大的差异。半绝缘体的导电能力与下列因素有关:

1、温度可以明显地改变半绝缘体的导电能力。例如温度升高10摄氏度半绝缘体的电阻率约下降25%。人们利用这种热敏效应,制成了自动控制用的热敏电阻。

2、当有光线照射到半绝缘体时,不但导电能力增强,还可以产生电动势,这就是半绝缘体的光电效应。人们利用这种特性,制成了光敏电阻和光电池。光电池已在空间技术中得到广泛的应用。

3、半绝缘体的导电能力,随着掺入微量的有用杂质而有明显地改变。例如:纯锗中掺入一亿分之一的杂质,导电能力增加十二倍。人们正是利用半绝缘体的这个特性,制成了各种晶体管,从而使半绝缘体一跃成为电子工业的主要材料。

elo是什么意思?

elo指ELO中心,是半绝缘体GaAs中容易出现的一种缺陷中心。

它实际上就是取代了晶格中As原子的氧原子,这是一种点缺陷,具有施主型的深能级;这种氧原子也可以与其他点缺陷构成复合的点缺陷,都起着施主作用。它将使p型GaAs的电阻率增大。

半绝缘体指常温下导电性能介于导体(conctor)与绝缘体(insulator)之间的材料。半绝缘体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。如二极管就是采用半绝缘作的器件。半绝缘体是指一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料。

无论从科技或是经济发展的角度来看,半绝缘体的重要性都是非常巨大的。大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半绝缘体有着极为密切的关连。

常见的半绝缘体材料有硅、锗、砷化镓等,而硅更是各种半绝缘体材料中,在商业应用上最具有影响力的一种。

化合物半导体中金属空位起什么作用

空位表现为受主作用。

一般空位表现为受主作用,间隙原子表现为施主作用。而且在半导体中的载流子有两种,即带负电的自由电子和带正电的自由空穴。自由电子(简称为电子)就处于导带中,一般是在导带底附近(导带底就相当于电子的势能)。

而同时自由空穴(简称为空穴)就处于价带中,一般是在价带顶附近(价带顶就相当于空穴的势能)。

半导体材料有哪些呢?

半导体材料有:

一、元素半导体:

在元素周期表的ⅢA族至IVA族分布着11种具有半导性的元素,其中C表示金刚石。C、P、Se具有绝缘体与半导体两种形态;B、Si、Ge、Te具有半导性;Sn、As、Sb具有半导体与金属两种形态。

P的熔点与沸点太低,Ⅰ的蒸汽压太高、容易分解,所以它们的实用价值不大。As、Sb、Sn的稳定态是金属,半导体是不稳定的形态。B、C、Te也因制备工艺上的困难和性能方面的局限性而尚未被利用。

因此这11种元素半导体中只有Ge、Si、Se 3种元素已得到利用。Ge、Si仍是所有半导体材料中应用最广的两种材料。

二、无机化合物半导体:

分二元系、三元系、四元系等。二元系包括:

1、Ⅳ-Ⅳ族:SiC和Ge-Si合金都具有闪锌矿的结构。

2、Ⅲ-Ⅴ族:由周期表中Ⅲ族元素Al、Ga、In和V族元素P、As、Sb组成,典型的代表为GaAs。它们都具有闪锌矿结构,它们在应用方面仅次于Ge、Si,有很大的发展前途。

3、Ⅱ-Ⅵ族:Ⅱ族元素Zn、Cd、Hg和Ⅵ族元素S、Se、Te形成的化合物,是一些重要的光电材料。ZnS、CdTe、HgTe具有闪锌矿结构。

4、Ⅰ-Ⅶ族:Ⅰ族元素Cu、Ag、Au和Ⅶ族元素Cl、Br、I形成的化合物,其中CuBr、CuI具有闪锌矿结构。

5、Ⅴ-Ⅵ族:Ⅴ族元素As、Sb、Bi和Ⅵ族元素S、Se、Te形成的化合物具有的形式,如Bi2Te3、Bi2Se3、Bi2S3、As2Te3等是重要的温差电材料。

6、第四周期中的B族和过渡族元素Cu、Zn、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni的氧化物,为主要的热敏电阻材料。

7、某些稀土族元素Sc、Y、Sm、Eu、Yb、Tm与Ⅴ族元素N、As或Ⅵ族元素S、Se、Te形成的化合物。

三、有机化合物半导体:

已知的有机半导体有几十种,熟知的有萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等,它们作为半导体尚未得到应用。

四、非晶态与液态半导体:

这类半导体与晶态半导体的最大区别是不具有严格周期性排列的晶体结构。

半导体材料的特点及优势:

 半导体材料是一类具有半导体性能,用来制作半导体器件的电子材料。常用的重要半导体的导电机理是通过电子和空穴这两种载流子来实现的,因此相应的有N型和P型之分。

半导体材料通常具有一定的禁带宽度,其电特性易受外界条件(如光照、温度等)的影响。

不同导电类型的材料是通过掺入特定杂质来制备的。杂质(特别是重金属快扩散杂质和深能级杂质)对材料性能的影响尤大。

因此,半导体材料应具有很高的纯度,这就不仅要求用来生产半导体材料的原材料应具有相当高的纯度,而且还要求超净的生产环境,以期将生产过程的杂质污染减至最小。

半导体材料大部分都是晶体,半导体器件对于材料的晶体完整性有较高的要求。此外,对于材料的各种电学参数的均匀性也有严格的要求。

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