Чтобы превратить мышьяк (As), который является полупроводником, в полупроводник n-типа, необходимо вводить в его кристаллическую решетку примесные атомы. Полупроводники n-типа образуются за счет введения атомов, которые имеют больше электронов на валентной оболочке по сравнению с исходным материалом.
Какие примесные атомы следует использовать?
Германий (Ge): У германия 4 валентных электрона, как и у мышьяка, так что он не подходит для создания n-типа, поскольку оба элемента являются донорными и не увеличивают число зарядов.
Селен (Se): У селена 6 валентных электронов. Однако, он тоже не может повысить число электронов в кристаллической решетке, а наоборот, может создавать уровни акцепторов, представляя полупроводник p-типа.
Правильный выбор для n-типа
Для создания полупроводника n-типа лучше всего подойдут элементы, имеющие 5 валентных электронов. Вот несколько примеров:
- Фосфор (P): Обладает 5 валентными электронами и идеально подходит для создания n-типа, так как вводит дополнительные электроны в решетку, которые становятся подвижными носителями заряда.
- Сурьма (Sb): Также имеет 5 валентных электронов и может служить легирующим элементом для получения полупроводника n-типа на основе мышьяка.
Процесс легирования
- Вводят примесные атомы (такие как фосфор или сурьма) в кристаллическую решетку мышьяка.
- Эти атомы заменяют атомы мышьяка в решетке.
- Поскольку у примесных атомов больше валентных электронов, в результате этого процесса в решетке образуются дополнительные свободные электроны, которые обеспечивают проводимость.
Заключение
Для превращения мышьяка в полупроводник n-типа, следует использовать примесные атомы с 5 валентными электронами, такие как фосфор или сурьма. Эти атомы будут донорами электронов, что увеличит количество свободных электронов в материал и создаст полупроводник n-типа.