СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ – Часть 516

Полупроводники бывают простые и – сложные. Полупроводник, основной состав которого образован атомами одного химического элемента, будеи простым. Полупроводник, основной состав которого образован атомами двух или большего числа химических элементов, будет – сложным.

В полупроводниках носителями за-1 ряда, обусловливающими электриче­скую проводимость, являются дырки – проводимости и электроны. Полу­проводник, не содержащий примесей, влияющих на его электропроводность, называется собственным полупроводни­ком. Электропроводимость собствек – ио полупроводника в равновесном состоянии обусловлена как дырками проводимости, так и электронами про­водимости, причем их концентрации равны. Полупроводник, электропро­водность которого определяется при­месями, называется примесным полу­проводником. Полупроводник, элект­рическая проводимость которого обу­словлена в основном перемещением дырок проводимости, будет дырочным полупроводником. У электронного полупроводника проводимость обус­ловлена в основном электронами про­водимости.

Свойства полупроводников объяс­нены в зонной теории твердых тел, Для электронов в твердых телах име­ются разрешенные и запрещенные зоны энергии. В каждой из разрешенных зон энергия изменяется дискретным образом и число энергетических со­стояний ограниченно. Если валентная зона заполнена электронами полностью, а следующая зона разрешенных энер* гий (зона проводимости) — „ПУС . и интервал запрещенных энергий.„на запрещенной зоны ДЕ) не пре – gbm! aeT 1—3 эВ, то такие твердые тела будут полупроводниками. При —2730G Центрическая проводимость таких ве­ществ равна нулю. В результате ка – к0го-лвбо энергетического воздейст­вия (температуры, излучения) элект­роны из валентной зоны могут бытв переведены в зону проводимости. В по­лупроводнике возникают носители за­ряда: электроны в зоне проводимости и дырки в валентной зоне. Электриче­ская проводимость полупроводников увеличивается с повышением темпера­туры и определяется соотношением

О = O0 ехр (—ДElkT),

Где ДE — ширина запрещенной зоны; k — постоянная Больцмана; T — аб­солютная температура.

Известно около 1000 простых и сложных полупроводников. Многие из них используются для изготовле­ния различных электронных приборов и микросхем, СВЧ-генераторов, фото­чувствительных и преобразовательных приборов, лазеров, термисторов, тер­моэлементов, тензочувствительных элементов, датчиков Холла и др,

Обычно полупроводниковые мате­риалы, предназначенные для использо­вания в электронике, изготовляют В виде монокристаллических слитков со­гласно ГОСТ 4.64—80.

Свойства полупроводниковых при­боров определяются свойствами исход­ных материалов. Для полупроводнико­вых материалов, выпускаемых промыш­ленностью, применяются те или иные из показателей качества, установлен­ных ГОСТ 4.64—80 (номенклатура показателей).

Простые полупроводники. Из про­стых полупроводников наибольшее применение нашли кремний и герма­ний – Некоторые физико-химические свойства германия и кремния приведе­ны в табл. 74.

Для изготовления разнообразных приборов требуются полупроводнико-, вые материалы с различными свойства – ми – Ниже при описании марок полу­проводниковых материалов, выпускае­мых промышленностью, после характе­ристик монокристаллических слитков в скобках приводится условное обозначен 8ие характеристики, Для каждого типа полупроводникового’ материала уста­новлены и контролируются показатели качества, определенные ГОСТ 4164—80. Группы и подгруппы марок материала имеют различный набор численных зна­чений показателей качества.

Слитки монокристаллического крем­ния (ТУ 48-4-295—82), предназначен­ные для производства полупроводнико­вых приборов и микросхем, получают методом Чохральского (К) (ОКП 17 7211) с ориентацией продольной оси монокристаллического слитка [111], [100],[013] диаметром42i|—102,5±| мм и базовой длиной 60—150 мм или бестигелыюй зонной плавкой (БК) (ОКП 17 7221) с ориентацией [111 !диа­метром 23—46 мм и длиной 40—70 мм. Отклонение плоскости торцового среза слитка кремния от плоскости ориента­ции (а) не должно превышать 3°. Кон­центрация атомов оптически активного кислорода (No2) должна быть не более 1 • IO23 м-3 в слитках кремния, получен­ных бестигельнои зонной плавкой, и 7- IO23 м~8 в слитках, полученных мето­дом Чохральского.