Легирование полупроводников

Легирование полупроводников осуществляется с целью изменить их электрофизические свойства. Легирование осуществляется добавлением в полупроводник примесей другого вещества. Мы уже рассматривали свойства полупроводников с электронной проводимостью и с дырочной проводимостью. Легирование обычно осуществляется двумя способами — диффузией и эпитаксией.

При диффузии примесь поступает на поверхность полупроводникового кристалла, постепенно проникая в глубину материала. В результате концентрация атомов примеси в полупроводнике будет неравномерной. Она будет уменьшаться при удалении от поверхности кристалла по экспоненциальному закону.

Пример диффузии донорных ионов через окно в оксиде кремния и распределения их концентрации по глубине полупроводника приведен на рисунке 1.

Рисунок 1 Диффузия донорных ионов через окно в оксиде кремния (а) и распределение их концентрации по глубине полупроводника (б)

,        (1)

где Wф — уровень Ферми, соответствующий уровню энергии, вероятность заполнения которого равна 0,5;
    WДН — энергия, соответствующая "дну" зоны проводимости;
    WВ — энергия, соответствующая "потолку" валентной зоны; 
    Аn, Ар — коэффициенты пропорциональности;
    k — постоянная Больцмана, равная 1,38×10-23 Дж/град;
    Т — абсолютная температура, К.  

Дата последнего обновления файла 09.11.2021

1. ГОСТ 22622-77 Материалы полупроводниковые. Термины и определения основных электрофизических параметров (с Изменением N 1)
2. О.Б. Яценко, И.Г. Чудотворцев, М.К. Шаров Основы физики и химии полупроводников. Часть II Учебное пособие для вузов — Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета. 2007
3. Леонов В.П. Введение в физику и технологию элементной базы ЭВМ и компьютеров: Учебное пособие. — Томск: Изд-во НТЛ, 2008. — 264 с.
4. Глазачев А. В. Петрович В. П. Физические основы электроники. Конспект лекций — Томск: Томский политехнический университет, 2015.
5. М. П. Михайлова, К. Д. Моисеев, Ю. П. Яковлев Открытие полупроводников A^IIIB^V: физические свойства и применение — Физика и техника полупроводников, 2019, том 53, вып. 3 стр.291-308
6. Полупроводник. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. url:https://ru.wikipedia.org/wiki/Полупроводник
7. Кремний. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. url:https://ru.wikipedia.org/wiki/Кремний
8. Кристаллический кремний. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. url:https://ru.wikipedia.org/wiki/Кристаллический_кремний
9. Германий. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. url:https://ru.wikipedia.org/wiki/Германий
10. Арсенид галлия. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. url:https://ru.wikipedia.org/wiki/Арсенид_галлия
11. Нитрид галлия. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. url:https://ru.wikipedia.org/wiki/Нитрид_галлия
12. Галлия Арсенид — Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия url:https://megabook.ru/article/Галлия%20Арсенид
13. Сложные полупроводники — Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия url:https://megabook.ru/article/Сложные%20полупроводники

Об авторе:
к.т.н., доц., Александр Владимирович Микушин

Кандидат технических наук, доцент кафедры САПР СибГУТИ. Выпускник факультета радиосвязи и радиовещания (1982) Новосибирского электротехнического института связи (НЭИС).

А.В.Микушин длительное время проработал ведущим инженером в научно исследовательском секторе НЭИС, конструкторско технологическом центре "Сигнал", Научно производственной фирме "Булат". В процессе этой деятельности он внёс вклад в разработку систем радионавигации, радиосвязи и транкинговой связи.

Научные исследования внедрены в аппаратуре радинавигационной системы Loran-C, комплексов мобильной и транкинговой связи "Сигнал-201", авиационной системы передачи данных "Орлан-СТД", отечественном развитии системы SmarTrunkII и радиостанций специального назначения.

А.В.Микушин является автором более 100 научных и научно-методических работ, в том числе 20 книг.