Акцепторные полупроводники

Рассмотрим теперь случай, когда в кристаллическую решетку германия вводится элемент III группы системы Менделеева, например, галлий. Внешняя энергетическая оболочка его содержит три электрона. В решетке германия атом галлия образует только три заполненные ковалентные связи. Четвертая связь оказывается незаполненной (рис. 3.4,а). При небольшом тепловом возбуждении электрон одной из соседних заполненных ковалентных связей может перейти в эту связь.

Во внешней оболочке галлия при этом появляется лишний электрон, а атом галлия превращается в отрицательный ион. Нарушается и электрическая нейтральность в той связи, откуда электрон перешел в дефектную связь галлия. В этой связи появляется положительный заряд – дырка. При достаточной концентрации такой примеси дырки станут основными носителями свободного заряда, а электроны неосновными.

Так как переход электрона из валентных связей к атому галлия не требует больших энергий, сравнимых с шириной запрещенной зоны, можно предположить, что введение атома III группы приводит к появлению свободного уровня вблизи от потолка валентной зоны. При низких температурах этот уровень свободен. При небольшом повышении температуры один из электронов валентной зоны покидает эту зону и занимает свободный уровень, оставляя после себя в валентной зоне дырку (рис. 3.4,б). Энергия, необходимая для перемещения электрона на этот уровень называется энергией активации акцепторов.

Примеси, способные принимать на свои уровни валентные электроны, называются акцепторными примесями или акцепторами.

Акцепторные примеси, принимая валентные электроны на свободные уровни, приводят к появлению в полупроводнике дырочной проводимости. Полупроводники, в которых основными носителями заряда являются дырки, называют дырочными полупроводниками или полупроводниками р – типа.

Дата добавления: 2014-01-06