Легирование (полупроводник)

Намеренное введение примесей в собственный полупроводник.

Легирование массива чистого кремния . Собственный полупроводник на основе кремния становится примесным при введении таких примесей, как бор и сурьма .

В производстве полупроводников легирование — это преднамеренное введение примесей в собственный (нелегированный) полупроводник с целью модуляции его электрических, оптических и структурных свойств. Легированный материал называется внешним полупроводником .

Небольшое количество атомов примеси может изменить способность полупроводника проводить электричество. Когда на 100 миллионов атомов добавляется порядка одного атома примеси, легирование называется низким или легким . Когда добавляется гораздо больше атомов примеси, порядка одного на десять тысяч атомов, легирование называется высоким или тяжелым . Это часто обозначается как n+ для легирования n-типа или p+ для легирования p-типа . ( Более подробное описание механизма легирования см. в статье о полупроводниках . ) Полупроводник, легированный до такого высокого уровня, что он действует скорее как проводник , чем как полупроводник, называется вырожденным полупроводником . Полупроводник можно считать полупроводником i-типа, если он был легирован равными количествами p и n.

В контексте люминофоров и сцинтилляторов легирование более известно как активация ; это не следует путать с активацией примесей в полупроводниках. Легирование также используется для контроля цвета некоторых пигментов.

История

Влияние примесей в полупроводниках (легирование) было давно известно эмпирически в таких устройствах, как кристаллические радиодетекторы и селеновые выпрямители . Например, в 1885 году Шелфорд Бидуэлл и в 1930 году немецкий учёный Бернхард Гудден независимо друг от друга сообщили, что свойства полупроводников обусловлены содержащимися в них примесями. ^{[1] [2]} Процесс допинга был официально разработан Джоном Робертом Вудьярдом , работавшим в компании Sperry Gyrscope Company во время Второй мировой войны . Хотя слово «допинг» в нем не используется, его патент США, выданный в 1950 году, описывает методы добавления небольших количеств твердых элементов из азотного столбца таблицы Менделеева к германию для производства выпрямляющих устройств. ^[3] Требования его работы в области радаров помешали Вудьярду продолжить исследования легирования полупроводников.

Аналогичная работа была выполнена в Bell Labs Гордоном К. Тилом и Морганом Спарксом , на что в 1953 году был выдан патент США. ^[4]

Предыдущий патент Вудьярда оказался основанием для обширного судебного разбирательства со стороны Сперри Рэнда . ^[5]

Концентрация носителей

Концентрация используемой присадки влияет на многие электрические свойства. Наиболее важным является концентрация носителей заряда в материале . В собственном полупроводнике при тепловом равновесии концентрации электронов и дырок эквивалентны. То есть,

${\displaystyle n=p=n_{i}.\ }$

В несобственном полупроводнике при тепловом равновесии соотношение принимает вид (при низком легировании):

${\displaystyle n_{0}\cdot p_{0}=n_{i}^{2}\ }$

где n ₀ — концентрация проводящих электронов, p ₀ — концентрация проводящих дырок, а n _i — собственная концентрация носителей тока материала. Концентрация собственных носителей варьируется в зависимости от материала и температуры. Например, значение n i _{кремния} составляет примерно 1,08×10 ¹⁰ см ^-3 при температуре 300 К , то есть при комнатной температуре . ^[6]

В общем, увеличение легирования приводит к увеличению проводимости из-за более высокой концентрации носителей заряда. Вырожденные (с очень высокой степенью легирования) полупроводники имеют уровень проводимости, сравнимый с металлами , и часто используются в интегральных схемах в качестве замены металла. Часто надстрочные символы плюс и минус используются для обозначения относительной концентрации легирования в полупроводниках. Например, n ⁺ обозначает полупроводник n-типа с высокой, часто вырожденной концентрацией легирования. Точно так же p ^- будет указывать на очень слаболегированный материал p-типа. Даже вырожденные уровни легирования подразумевают низкие концентрации примесей по сравнению с основным полупроводником. В собственном кристаллическом кремнии содержится примерно 5×10 ²² атомов/см ³ . Концентрация легирования кремниевых полупроводников может находиться в диапазоне от 10 ¹³ см ^-3 до 10 ¹⁸ см ^-3 . Концентрация легирования выше примерно 10 ¹⁸ см ^-3 считается вырожденной при комнатной температуре. Вырожденно легированный кремний содержит долю примесей по отношению к кремнию порядка частей на тысячу. Эта доля может быть уменьшена до частей на миллиард в очень слаболегированном кремнии. Типичные значения концентрации попадают где-то в этот диапазон и адаптированы для обеспечения желаемых свойств устройства, для которого предназначен полупроводник.

Влияние на структуру зон

Полосная диаграмма работы PN-перехода в режиме прямого смещения, демонстрирующая уменьшение ширины обеднения. Оба p- и n-перехода легированы при уровне легирования 1×10 ¹⁵ /см ³ , что приводит к встроенному потенциалу ~0,59 В. Об уменьшении ширины истощения можно судить по уменьшению профиля заряда, поскольку при увеличении вперед открывается меньше примесей. предвзятость.

Легирование полупроводника в хороший кристалл вводит разрешенные энергетические состояния внутри запрещенной зоны , но очень близко к энергетической зоне, соответствующей типу примеси. Другими словами, примеси -доноры электронов создают состояния вблизи зоны проводимости , а примеси -акцепторы электронов создают состояния вблизи валентной зоны. Зазор между этими энергетическими состояниями и ближайшей энергетической зоной _обычно называют энергией связи легирующего узла или EB и относительно невелик. Например, E _B для бора в объеме кремния составляет 0,045 эВ по сравнению с шириной запрещенной зоны кремния около 1,12 эВ. Поскольку EB настолько мал, _{комнатная} температура достаточно высока, чтобы термически ионизировать практически все атомы примеси и создать свободные носители заряда в зоне проводимости или валентной зоне.

Примеси также оказывают важное влияние на сдвиг энергетических зон относительно уровня Ферми . Энергетическая зона, соответствующая примеси с наибольшей концентрацией, оказывается ближе к уровню Ферми. Поскольку уровень Ферми должен оставаться постоянным в системе, находящейся в термодинамическом равновесии , наложение слоев материалов с различными свойствами приводит к появлению многих полезных электрических свойств, вызванных изгибом зон , если границы раздела могут быть изготовлены достаточно чисто. Например, свойства pn-перехода обусловлены изгибом зон, который происходит в результате необходимости выстраивания зон в контактирующих областях материала p-типа и n-типа. Этот эффект показан на зонной диаграмме . Зонная диаграмма обычно указывает на изменение краев валентной зоны и зоны проводимости в зависимости от некоторого пространственного измерения, часто обозначаемого x . На схеме обычно также указывается уровень Ферми. Иногда показан собственный уровень Ферми E _i , который является уровнем Ферми в отсутствие легирования. Эти диаграммы полезны для объяснения работы многих видов полупроводниковых приборов .

Связь с концентрацией носителей (низкое легирование)

При низких уровнях легирования соответствующие энергетические состояния редко заселяются электронами (зона проводимости) или дырками (валентная зона). Можно написать простые выражения для концентраций носителей электронов и дырок, игнорируя исключение Паули (с помощью статистики Максвелла – Больцмана ):

${\displaystyle n_{e}=N_{\rm {C}}(T)\exp((E_{\rm {F}}-E_{\rm {C}})/kT),\quad n_{h}=N_{\rm {V}}(T)\exp((E_{\rm {V}}-E_{\rm {F}})/kT),}$

где EF — уровень Ферми , EC — минимальная энергия зоны проводимости, а _EV — максимальная _{энергия} валентной зоны _. Они связаны со значением собственной концентрации через ^[7]

${\displaystyle n_{i}^{2}=n_{h}n_{e}=N_{\rm {V}}(T)N_{\rm {C}}(T)\exp((E_{\rm {V}}-E_{\rm {C}})/kT),}$

выражение, которое не зависит от уровня легирования, поскольку _EC – E V ₍ ширина запрещенной зоны ) не меняется с легированием.

Коэффициенты концентрации NC ₍ T ) и N _V ( T ) определяются выражениями

${\displaystyle N_{\rm {C}}(T)=2(2\pi m_{e}^{*}kT/h^{2})^{3/2}\quad N_{\rm {V}}(T)=2(2\pi m_{h}^{*}kT/h^{2})^{3/2}.}$

где m _e ^* и m _h ^* — плотность состояний, эффективные массы электронов и дырок соответственно, величины, которые примерно постоянны при изменении температуры. ^[7]

Методы легирования и синтеза

Легирование во время роста кристаллов

Некоторые легирующие примеси добавляются при выращивании були (обычно кремниевой ) методом Чохральского , что придает каждой пластине почти однородное начальное легирование. ^[8]

Альтернативно, синтез полупроводниковых устройств может включать использование газофазной эпитаксии . При парофазной эпитаксии в реактор можно вводить газ, содержащий предшественник легирующей примеси. Например, в случае газового легирования арсенида галлия n-типа добавляется сероводород и в структуру включается сера . ^[9] Этот процесс характеризуется постоянной концентрацией серы на поверхности. ^[10] В случае полупроводников в целом необходимо легировать только очень тонкий слой пластины, чтобы получить желаемые электронные свойства. ^[11]

Постростовое допинг

Для определения элементов схемы выбранные области — обычно контролируемые фотолитографией ^[12] — дополнительно легируются такими процессами, как диффузия ^[13] и ионная имплантация , причем последний метод более популярен в крупных производствах из-за повышенной управляемости.

Навинчиваемое стекло

Навинчивание стекла или легирование легирующей присадкой представляет собой двухэтапный процесс нанесения смеси SiO ₂ и легирующих добавок (в растворителе) на поверхность пластины путем центрифугирования, а затем ее снятия и прокаливания при определенной температуре в печь при постоянном потоке азота+кислорода. ^[14]

Легирование нейтронной трансмутации

Легирование нейтронной трансмутацией (NTD) — необычный метод легирования для специальных применений. Чаще всего его используют для легирования кремния n-типа в мощной электронике и полупроводниковых детекторах . Он основан на преобразовании изотопа Si-30 в атом фосфора путем поглощения нейтронов следующим образом:

$${\displaystyle ^{30}\mathrm {Si} \,(n,\gamma )\,^{31}\mathrm {Si} \rightarrow \,^{31}\mathrm {P} +\beta ^{-}\;(T_{1/2}=2.62\mathrm {h} ).}$$

ядерным реактором^{[15] [16]}

Легирующие элементы

Полупроводники группы IV

(Примечание: при обсуждении групп периодической таблицы физики-полупроводники всегда используют более старые обозначения, а не текущие обозначения групп IUPAC . Например, группа углерода называется «Группа IV», а не «Группа 14».)

Для полупроводников IV группы, таких как алмаз , кремний , германий , карбид кремния и кремний-германий , наиболее распространенными легирующими добавками являются акцепторы из группы III или доноры из элементов V группы . Бор , мышьяк , фосфор и иногда галлий используются для легирования кремния. Бор является предпочтительной примесью p-типа для производства кремниевых интегральных схем, поскольку он диффундирует со скоростью, позволяющей легко контролировать глубину перехода. Фосфор обычно используется для объемного легирования кремниевых пластин, а мышьяк используется для диффузии переходов, поскольку он диффундирует медленнее, чем фосфор, и, следовательно, его более контролируемо.

Путем легирования чистого кремния элементами V группы , такими как фосфор, добавляются дополнительные валентные электроны , которые становятся несвязанными с отдельными атомами и позволяют соединению быть электропроводящим полупроводником n-типа . Легирование элементами группы III , у которых отсутствует четвертый валентный электрон, создает в решетке кремния «разорванные связи» (дырки), которые могут свободно перемещаться. В результате получается электропроводящий полупроводник p-типа . В этом контексте говорят, что элемент группы V ведет себя как донор электронов , а элемент группы III как акцептор . Это ключевое понятие в физике диода .

Очень сильнолегированный полупроводник ведет себя скорее как хороший проводник (металл) и, таким образом, имеет более линейный положительный термический коэффициент. Такой эффект используется, например, в сенсорах . ^{[17] В} термисторах других типов (NTC или PTC) используется меньшая дозировка легирования .

Кремниевые примеси

• Акцепторы р-типа
  • Бор является легирующей примесью p-типа . Скорость диффузии позволяет легко контролировать глубину соединения. Обычное явление в технологии КМОП . Может быть добавлен путем диффузии газообразного диборана. Единственный акцептор с достаточной растворимостью для эффективных эмиттеров в транзисторах и других приложениях, требующих чрезвычайно высоких концентраций легирующей примеси. Бор диффундирует примерно так же быстро, как фосфор.
  • Алюминий , используемый для глубокой p-диффузии. Не популярен в СБИС и ULSI. Тоже обычная непреднамеренная примесь. ^[18]
  • Галлий представляет собой легирующую примесь, используемую в длинноволновых кремниевых детекторах фотопроводимости инфракрасного диапазона в атмосферном окне 8–14 мкм. ^[19] Кремний, легированный галлием, также перспективен для солнечных элементов из-за его длительного времени жизни неосновных носителей без ухудшения срока службы; как таковой он приобретает все большее значение в качестве замены подложек, легированных бором, для солнечных батарей. ^[18]
  • Индий является легирующей примесью, используемой в длинноволновых инфракрасных кремниевых детекторах фотопроводимости в атмосферном окне 3–5 мкм. ^[19]
• Доноры n-типа
  • Фосфор является примесью n-типа . Он быстро диффундирует, поэтому обычно используется для объемного легирования или для формирования лунок. Используется в солнечных батареях. Может быть добавлен путем диффузии газообразного фосфина . Массовое легирование может быть достигнуто путем ядерной трансмутации , путем облучения чистого кремния нейтронами в ядерном реакторе . Фосфор также улавливает атомы золота, которые в противном случае быстро диффундируют через кремний и действуют как центры рекомбинации.
  • Мышьяк является примесью n-типа. Более медленная диффузия позволяет использовать его для диффузных переходов. Используется для погребенных слоев. Имеет атомный радиус, аналогичный кремнию, может быть достигнута высокая концентрация. Его коэффициент диффузии составляет около десятой части фосфора или бора, поэтому его используют там, где присадка должна оставаться на месте при последующей термической обработке. Полезно для неглубокой диффузии, где желательна хорошо контролируемая резкая граница. Предпочтительная легирующая добавка в схемах СБИС. Предпочтительная легирующая добавка в диапазонах низкого удельного сопротивления. ^[18]
  • Сурьма является примесью n-типа. Имеет небольшой коэффициент диффузии. Используется для погребенных слоев. Имеет коэффициент диффузии, аналогичный мышьяку, используется как его альтернатива. Его распространение практически чисто замещающее, без междоузлий, поэтому оно лишено аномальных эффектов. Из-за этого превосходного свойства его иногда используют в СБИС вместо мышьяка. Сильное легирование сурьмой важно для силовых устройств. Сильно легированный сурьмой кремний имеет меньшую концентрацию примесей кислорода; минимальные эффекты автодопирования делают его пригодным для эпитаксиальных подложек. ^[18]
  • Висмут является многообещающей добавкой для длинноволновых инфракрасных кремниевых детекторов фотопроводимости, жизнеспособной альтернативой n-типа материалу, легированному галлием p-типа. ^[20]
  • Литий используется для легирования кремния в радиационно-стойких солнечных элементах. Присутствие лития отжигает дефекты решетки, созданные протонами и нейтронами. ^[21] Литий может быть введен в кремний p+, легированный бором, в количествах, достаточно низких, чтобы сохранить p-характер материала, или в достаточно большом количестве, чтобы противопоставить его низкоомному n-типу. ^[22]
• Другой
  • Германий можно использовать для создания запрещенной зоны . Слой германия также препятствует диффузии бора во время отжига, обеспечивая сверхмелкие переходы p-MOSFET. ^[23] Объемное легирование германием подавляет крупные пустотные дефекты, увеличивает внутреннее геттерирование и улучшает механическую прочность пластины. ^[18]
  • Кремний , германий и ксенон можно использовать в качестве ионных пучков для предварительной аморфизации поверхностей кремниевых пластин. Формирование аморфного слоя под поверхностью позволяет формировать сверхмелкие переходы для p-MOSFET.
  • Азот важен для выращивания бездефектного кристалла кремния. Повышает механическую прочность решетки, увеличивает образование объемных микродефектов, подавляет агломерацию вакансий. ^[18]
  • Золото и платина используются для контроля срока службы несовершеннолетних носителей. Они используются в некоторых приложениях инфракрасного обнаружения. Золото вводит донорный уровень на 0,35 эВ выше валентной зоны и акцепторный уровень на 0,54 эВ ниже зоны проводимости. Платина вводит донорный уровень также на 0,35 эВ выше валентной зоны, но ее акцепторный уровень находится всего на 0,26 эВ ниже зоны проводимости; поскольку уровень акцептора в кремнии n-типа меньше, скорость генерации объемного заряда ниже и, следовательно, ток утечки также ниже, чем при легировании золотом. При высоких уровнях впрыска платина лучше снижает срок службы. Обратное восстановление биполярных устройств в большей степени зависит от времени жизни низкого уровня, и его восстановление лучше выполняется золотом. Золото обеспечивает хороший компромисс между падением напряжения в прямом направлении и временем обратного восстановления для быстропереключающихся биполярных устройств, где заряд, накопленный в областях базы и коллектора, должен быть минимизирован. И наоборот, во многих силовых транзисторах для достижения хорошего усиления требуется длительный срок службы неосновных носителей, а содержание примесей золота и платины должно поддерживаться на низком уровне. ^[24]

Другие полупроводники

^[25] В следующем списке «(заменяющий X)» относится ко всем материалам, указанным в скобках.

• арсенид галлия
  • n-тип: теллур, сера (замещающая As); олово, кремний, германий (заменяющий Ga)
  • р-тип: бериллий, цинк, хром (замещающий Ga); кремний, германий, углерод (заменяющий As)
• Фосфид галлия
  • n-тип: теллур, селен, сера (замещающая фосфор)
  • р-тип: цинк, магний (замещающий Ga); олово (заменяющее P)
  • изоэлектрический: азот (заменяющий P) добавляется для обеспечения люминесценции в старых зеленых светодиодах (GaP имеет непрямую запрещенную зону )
• Нитрид галлия , Нитрид индия-галлия , Нитрид алюминия-галлия
  • n-тип: кремний (заменяющий Ga), германий (заменяющий Ga, лучшее соответствие решетки), углерод (заменяющий Ga, естественным образом внедряющийся в слои, выращенные методом MOVPE , в низкой концентрации)
  • p-тип: магний (замещающий Ga) - сложный из-за относительно высокой энергии ионизации выше края валентной зоны , сильной диффузии межузельного Mg, пассивации водородных комплексов акцепторов Mg и самокомпенсации Mg при более высоких концентрациях)
• Теллурид кадмия
  • n-тип: индий, алюминий (заменяющий Cd); хлор (заменяющий Te)
  • p-тип: фосфор (замещающий Te); литий, натрий (заменяющий Cd)
• Сульфид кадмия
  • n-тип: галлий (замещающий Cd); йод, фтор (замещающий S)
  • p-тип: литий, натрий (заменяющий Cd)

Компенсация

В большинстве случаев в полученном легированном полупроводнике будут присутствовать примеси многих типов. Если в полупроводнике присутствует равное количество доноров и акцепторов, дополнительные электроны ядра, обеспечиваемые первым, будут использоваться для удовлетворения разорванных связей, возникающих из-за второго, так что легирование не приводит к образованию свободных носителей любого типа. Это явление известно как компенсация и возникает на pn-переходе в подавляющем большинстве полупроводниковых приборов.

Частичная компенсация, когда количество доноров превышает количество акцепторов или наоборот, позволяет производителям устройств неоднократно менять (инвертировать) тип определенного слоя под поверхностью объемного полупроводника путем диффузии или имплантации последовательно более высоких доз легирующих примесей, так называемого контрлегирования . Большинство современных полупроводниковых устройств изготавливаются путем последовательных этапов селективного контрлегирования для создания необходимых областей типа P и N под поверхностью объемного кремния. ^[26] Это альтернатива последовательному выращиванию таких слоев методом эпитаксии.

Хотя компенсацию можно использовать для увеличения или уменьшения числа доноров или акцепторов, подвижность электронов и дырок всегда уменьшается за счет компенсации, поскольку на подвижность влияет сумма ионов донора и акцептора.

Легирование проводящих полимеров

Проводящие полимеры можно легировать путем добавления химических реагентов для окисления или иногда восстановления системы, так что электроны выталкиваются на проводящие орбитали внутри уже потенциально проводящей системы. Существует два основных метода легирования проводящего полимера, оба из которых используют окислительно-восстановительный (т.е. окислительно- восстановительный ) процесс.

1. Химическое легирование включает воздействие на полимер, такой как меланин , обычно тонкую пленку , воздействию окислителя, такого как йод или бром . Альтернативно, полимер может быть подвергнут воздействию восстановителя ; этот метод гораздо менее распространен и обычно включает щелочные металлы .
2. Электрохимическое легирование включает подвешивание рабочего электрода с полимерным покрытием в растворе электролита , в котором полимер нерастворим, вместе с отдельными противоэлектродами и электродами сравнения. Между электродами создается разность электрических потенциалов , которая заставляет заряд и соответствующий противоион из электролита проникать в полимер в форме добавления электронов (т. е. n-легирования) или удаления (т. е. p-легирования).

Легирование N встречается гораздо реже, поскольку атмосфера Земли богата кислородом , что создает окислительную среду. Богатый электронами n-легированный полимер немедленно вступит в реакцию с элементарным кислородом, выводя из допирования (т. е. повторно окисляя до нейтрального состояния) полимер. Таким образом, химическое n-легирование необходимо проводить в среде инертного газа (например, аргона ). Электрохимическое n-легирование гораздо чаще встречается в исследованиях, поскольку легче исключить кислород из растворителя в запечатанной колбе . Однако маловероятно, что проводящие полимеры, легированные n-типом, доступны в продаже.

Легирование органических молекулярных полупроводников.

Молекулярные легирующие примеси предпочтительны при легировании молекулярных полупроводников из-за их совместимости при обработке с хозяином, то есть схожих температур испарения или контролируемой растворимости. ^[27] Кроме того, относительно большие размеры молекулярных примесей по сравнению с размерами примесей ионов металлов (таких как Li ⁺ и Mo ⁶⁺ ), как правило, выгодны, обеспечивая превосходное пространственное ограничение для использования в многослойных структурах, таких как OLED и органические солнечные элементы. . Типичные легирующие примеси p-типа включают F4-TCNQ ^[28] и Mo(tfd) ₃ . ^[29] Однако, подобно проблеме, возникающей при легировании проводящих полимеров, устойчивые на воздухе n-легирующие добавки, подходящие для материалов с низким сродством к электрону (EA), все еще неуловимы. Недавно фотоактивация с помощью комбинации расщепляемых димерных легирующих добавок, таких как [RuCp ^∗ Mes] ₂ , предлагает новый путь реализации эффективного n-легирования в материалах с низким содержанием ЭА. ^[27]

Магнитное легирование

Исследования магнитного легирования показали, что на значительные изменения некоторых свойств, таких как теплоемкость, могут влиять небольшие концентрации примеси; например, примеси легирующей примеси в полупроводниковых ферромагнитных сплавах могут придавать различные свойства, как впервые предсказали Уайт, Хоган, Зуль и Накамура. ^{[30] [31]} Включение легирующих элементов для придания разбавленного магнетизма приобретает все большее значение в области магнитных полупроводников . Присутствие дисперсных ферромагнитных частиц является ключом к функциональности развивающейся спинтроники — класса систем, которые помимо заряда используют спин электрона. Используя теорию функционала плотности (DFT), можно смоделировать зависимое от температуры магнитное поведение примесей внутри данной решетки для идентификации потенциальных полупроводниковых систем. ^[32]

Одиночные примеси в полупроводниках

Чувствительная зависимость свойств полупроводника от примесей позволила изучить широкий спектр настраиваемых явлений и применить их к устройствам. Можно определить влияние одиночной легирующей примеси на характеристики коммерческих устройств, а также на фундаментальные свойства полупроводникового материала. Стали доступны новые приложения, требующие дискретного характера одной легирующей примеси, такие как односпиновые устройства в области квантовой информации или транзисторы с одной легирующей примесью. Впечатляющие достижения за последнее десятилетие в области наблюдения, контролируемого создания и манипулирования одиночными легирующими примесями, а также их применение в новых устройствах позволили открыть новую область солотроники (оптоэлектроника с одиночными легирующими примесями). ^[33]

Модуляционное легирование

Электроны или дырки, введенные в результате легирования, подвижны и могут быть пространственно отделены от атомов примеси, от которых они диссоциировали. Однако ионизированные доноры и акцепторы притягивают электроны и дырки соответственно, поэтому такое пространственное разделение требует резких изменений уровней примеси, ширины запрещенной зоны (например, квантовой ямы ) или встроенных электрических полей (например, в случае нецентросимметричных кристаллов). Этот метод называется модулирующим легированием , и его преимущество заключается в подавлении рассеяния носителей-доноров , что позволяет достичь очень высокой подвижности .

Смотрите также

• Внешний полупроводник
• Внутренний полупроводник
• Список полупроводниковых материалов
• Монослойное легирование
• р-н-переход

Рекомендации

1. «От Фарадея до Шокли - История транзисторов» . Проверено 2 февраля 2016 г.
2. Уилсон, AH (1965). Теория металлов (2-е изд.). Издательство Кембриджского университета.
3. Патент США 2530110, Вудьярд, Джон Р., «Устройство нелинейной схемы, использующее германий», выдан 1950 г. 
4. Патент США 2631356, Спаркс, Морган и Тил, Гордон К., «Метод создания PN-переходов в полупроводниковых материалах», выдан 17 марта 1953 г. 
5. «Джон Роберт Вудьярд, Электротехника: Беркли». Калифорнийский университет: В память . 1985 год . Проверено 12 августа 2007 г.
6. Спроул, AB; Грин, Массачусетс (1991). «Улучшено значение концентрации собственных носителей заряда кремния с 275 до 375 К». Дж. Прил. Физ . 70 (2): 846. Бибкод : 1991JAP....70..846S. дои : 10.1063/1.349645.
7. Грин, Массачусетс (1990). «Собственная концентрация, эффективные плотности состояний и эффективная масса в кремнии». Журнал прикладной физики . 67 (6): 2944. Бибкод : 1990JAP....67.2944G. дои : 10.1063/1.345414.
8. Леви, Роланд Альберт (1989). Микроэлектронные материалы и процессы. Дордрехт: Клювер Академик. стр. 6–7. ISBN 978-0-7923-0154-7. Проверено 23 февраля 2008 г.
9. Шуберт, EF (2005). Легирование полупроводников III-V классов . Издательство Кембриджского университета. стр. 241–243. ISBN 978-0-521-01784-8.
10. Миддлман, С. (1993). Технологический анализ процессов производства полупроводниковых приборов . МакГроу-Хилл. стр. 29, 330–337. ISBN 978-0-07-041853-0.
11. Дин, Уильям М. (1998). Анализ транспортных явлений . Упс США. стр. 91–94. ISBN 978-0-19-508494-8.
12. «Музей компьютерной истории - Кремниевый двигатель | 1955 - Для изготовления кремниевых устройств используются методы фотолитографии» . Computerhistory.org . Проверено 12 июня 2014 г.
13. «1954: Разработан процесс диффузии для транзисторов» . Музей истории компьютеров .
14. "Навинчивающееся стекло" . Inside.mines.edu . Проверено 22 декабря 2022 г.
15. Балига, Б. Джаянт (10 марта 1987). Современные силовые устройства . Уайли-Интерсайенс. п. 32. ISBN 0-471-81986-7.
16. Шмидт, ЧП; Ведде, Дж. (1998). Производство и применение высокоомных НТД . Труды Электрохимического общества. Том. 98. ИСБН 9781566772075.
17. Черуку, Дхарма Радж; Кришна, Баттула Тирумала (2008). Электронные устройства и схемы (2-е изд.). Дели, Индия: Дорлинг Киндерсли. ISBN 978-81-317-0098-3.
18. Эранна, Голла (2014). Выращивание кристаллов и оценка кремния для СБИС и УЛСИ. ЦРК Пресс. стр. 253–. ISBN 978-1-4822-3282-0.
19. Йенс Гульдберг (2013). Кремний, легированный нейтронной трансмутацией. Springer Science & Business Media. стр. 437–. ISBN 978-1-4613-3261-9.
20. Парри, Кристофер М. (1981). Чан, Уильям С. (ред.). Кремний, легированный висмутом: внешний детектор для длинноволновых инфракрасных (LWIR) приложений . Методики фокальной плоскости мозаики I. Vol. 0244. стр. 2–8. дои : 10.1117/12.959299. S2CID  136572510.
21. Раушенбах, Ганс С. (2012). Справочник по проектированию массивов солнечных элементов: принципы и технология преобразования фотоэлектрической энергии. Springer Science & Business Media. стр. 157–. ISBN 978-94-011-7915-7.
22. Патент США 4608452, Вайнберг, Ирвинг и Брандхорст, Генри В. младший, «Кремниевый солнечный элемент, легированный литием» 
23. «2. Технология легирования полупроводников». Iue.tuwien.ac.at. 01.02.2002 . Проверено 2 февраля 2016 г.
24. Блихер, Адольф (2012). Физика полевых и биполярных силовых транзисторов. Эльзевир. стр. 93–. ISBN 978-0-323-15540-3.
25. Гровенор, CRM (1989). Микроэлектронные материалы. ЦРК Пресс. стр. 19–. ISBN 978-0-85274-270-9.
26. Гастингс, Рэй Алан (2006). Искусство аналоговой компоновки (2-е изд.). Прентис Холл. ISBN 0-13-146410-8.
27. Линь, Синь; Вегнер, Бертольд; Ли, Кён Мин; Фузелла, Майкл А.; Чжан, Фэнъюй; Мудгил, Карттикай; Рэнд, Барри П.; Барлоу, Стивен; Мардер, Сет Р. (13 ноября 2017 г.). «Преодоление термодинамического предела с помощью фотоактивации n-легирования в органических полупроводниках». Природные материалы . 16 (12): 1209–1215. Бибкод : 2017NatMa..16.1209L. дои : 10.1038/nmat5027. ISSN  1476-4660. ОСТИ  1595457. ПМИД  29170548.
28. Зальцманн, Инго; Хаймель, Георг; Озельт, Мартин; Винклер, Стефани; Кох, Норберт (15 марта 2016 г.). «Молекулярно-электрическое легирование органических полупроводников: фундаментальные механизмы и новые правила проектирования легирующих примесей». Отчеты о химических исследованиях . 49 (3): 370–378. doi : 10.1021/acs.accounts.5b00438 . ISSN  0001-4842. ПМИД  26854611.
29. Линь, Синь; Пурдум, Джеффри Э.; Чжан, Ядун; Барлоу, Стивен; Мардер, Сет Р.; Лоо, Юэ-Лин; Кан, Антуан (26 апреля 2016 г.). «Влияние низкой концентрации легирующих примесей на распределение щелевых состояний в молекулярном полупроводнике». Химия материалов . 28 (8): 2677–2684. doi : 10.1021/acs.chemmater.6b00165. ISSN  0897-4756.
30. Хоган, К. Майкл (1969). «Плотность состояний изоляционного ферромагнитного сплава». Физический обзор . 188 (2): 870–874. Бибкод : 1969PhRv..188..870H. doi : 10.1103/PhysRev.188.870.
31. Чжан, XY; Зуль, Х (1985). «Удвоение периода спиновых волн и хаос при поперечной накачке». Физический обзор А. 32 (4): 2530–2533. Бибкод : 1985PhRvA..32.2530Z. doi : 10.1103/PhysRevA.32.2530. ПМИД  9896377.
32. Ассади, MHN; Ханаор, ДАХ (2013). «Теоретическое исследование энергетики и магнетизма меди в полиморфах TiO ₂ ». Журнал прикладной физики . 113 (23): 233913–233913–5. arXiv : 1304.1854 . Бибкод : 2013JAP...113w3913A. дои : 10.1063/1.4811539. S2CID  94599250.
33. Коенраад, Пол М.; Флатте, Майкл Э. (2011). «Одиночные примеси в полупроводниках». Природные материалы . 10 (2): 91–100. Бибкод : 2011NatMa..10...91K. дои : 10.1038/nmat2940. ПМИД  21258352.

Внешние ссылки

• СМИ, связанные с допингом (полупроводники), на Викискладе?