Напівпровідникові сполуки

Прості напівпровідники не завжди відповідають вимогам сучасного виробництва напівпровідникових приладів та сучасної радіотехніки. Тому для створення матеріалів з певними властивостями широко використовуються неорганічні та органічні напівпровідникові сполуки. Вони утворені атомами різних хімічних елементів.

Карбід кремнію SiC – подвійна сполука елементів IV групи періодичної системи хімічних елементів.

Карбід кремнію відзначається високою твердістю, вогнетривкістю, теплопровідністю. Хімічно стійкий, на нього діють тільки суміш азотної і плавикової кислот, а також фосфорна кислота при температурі 230°С.

Завдяки великій ширині забороненої зони цей матеріал можна використовувати для виробництва напівпровідникових приладів, здатних працювати при температурах аж до 700°С і стійких до дії проникаючого випромінювання.

В електроніці застосовується одна з двох модифікацій – високотемпературна гексагональна модифікація a- SiC. Легуючи азотом, фосфором, миш’яком, сурмою, вісмутом, створюється в матеріалі електронна провідність; використовуючи бор, алюміній, галій, індій, вирощують кристали з дірковою електропровідністю.

Карбід кремнію застосовується для виробництва світлодіодів, високотемпературних діодів, дзеркал потужних лазерів.

Сполуки типу АІІІВVхарактеризуються хорошими електричними властивостями, значною хімічною стійкістю та механічною міцністю, фотоелектричними та люмінесцентними властивостями. Широке застосування в техніці знайшли арсенід галію - GaAs, антимонід індію – InSb, фосфід індію – InP та деякі інші.

Арсенід галію GaAs займає серед цих сполук особливу позицію. Широка заборонена зона та висока рухливість електронів дозволяють створювати на основі GaAs прилади, здатні працювати при високих температурах (до 400°) і високих частотах.

Застосовується для виготовлення світлодіодів, параметричних та тунельних діодів, діодів Ганна, лазерів, польових транзисторів, сонячних батарей, а також деяких інтегральних мікросхем.

Оксиди. Напівпровідникові властивості характерні для оксидів деяких металів, зокрема елементів перехідного ряду періодичної системи хімічних елементів (Zn, Cu, Ni, Co, Fe, Mn, Cr, V, Ti). Вони мають відносно широку заборонену зону (Cu2O-1,9eB, ZnO – 3,2eB, TiO2 – 3eB, Fe2O3 – 2,2eB, NiO2 – 1,2eB).

Перевага оксидних напівпровідників в порівняно простій технології їх виготовлення – методами керамічної технології.

Напівпровідникові оксиди використовуються, в основному, для виготовлення терморезисторів з великим від'ємним температурним коефіцієнтом електричного опору, а також варисторів.

Підсумовуючи, можна відзначити, що на сучасному етапі розвитку електроніки близько 80% всіх електронних засобів складають напівпровідникові прилади. Отже, розвиток всієї елементної бази сучасної електроніки тісно пов'язаний з дослідженнями фізичних процесів в напівпровідникових структурах та досягненнями в матеріалознавстві і технологіях.

Контрольні питання

1. Чим відрізняється власна провідність від домішкової?

2. Як впливають зовнішні фактори на властивості напівпровідників?

3. Які напівпровідникові матеріали знайшли застосування в техніці?

4. Чому кремній став домінуючим матеріалом напівпровідникової електроніки?

Дата добавления: 2014-01-04