Германий примеси галлия

Некоторые элементарные вещества и среди них в первую очередь германий отличаются полупроводниковыми свойствами. Эти свойства обусловлены особым состоянием электронов в кристаллической решетке полупроводников. Германий по структуре кристаллов напоминает алмаз. Каждый атом германия связан с четырьмя другими ковалентными связями. Однако в отличие от алмаза в кристаллах германия валентные электроны закреплены непрочно и под влиянием нагревания или облучения могут, возбуждаясь, отрываться от связываемых ими атомов и свободными уходить в междуузлия решетки. Наличие таких свободных электронов в кристаллах германия сообщает ему некоторую электронную проводимость. При переходе электрона в свободное состояние у данного атома остается свободная орбиталь, так называемая д ы р к а . Эта дырка может заполниться при перескоке валентного электрона соседнего атома, в котором тогда возникает новая дырка. Если при наложении электрического поля свободные электроны будут передвигаться к положительному полюсу, то дырки будут передвигаться к отрицательному полюсу. Это передвижение дырок, равносильное передвижению положительных зарядов, сообщает кристаллам германия еще так называемую дырочную проводимость. В совершенно чистом германии в каждый данный момент число дырок равно числу свободных электронов. Это обусловливает равное значение электронной (п) и дырочной р) проводимости в общей электропроводности чистого германия, значение которой очень невелико. Однако соотношение между числами свободных электронов и дырок в кристалле германия можно изменить. Если в германий ввести даже очень незначительную примесь, например мышьяка, в атомах которого на наружном уровне находится пять электронов, то в кристаллической решетке твердого раствора замещения число свободных электронов окажется больше числа дырок и электронная проводимость в этом случае будет играть решающую роль. Наоборот, если ввести в германий примесь галлия, на наружном уровне атомов которого имеется только три электрона, то число дырок в кристаллической решетке раствора замещения станет превышать число свободных электронов и решающая роль будет уже принадлежать дырочной проводимости. Однако в случае образования с элементарным полупроводником твердого раствора внедрения примесь активного металла усиливает элек- [c.205]

Наиболее благоприятны для очистки диаграммы состояний с эвтектиками и с очень узкой областью гомогенности твердых растворов примеси в основном веществе, например индия в германии (как на рис. 52). Чем меньше единицы коэффициент распределения /(=Ств/Сж, тем лучше. Гораздо менее благоприятные условия создаются, когда примесь образует непрерывный ряд твердых растворов с основным веществом (как на рис. 6). Для примесей первого рода К=Стп/С-д,>1 (например, для бора в германии /(=17,3), а для примесей второго рода /(<1. Например, для алюминия и галлия в германии /( = 0,01, для индия /( = 0,001, для теллура и висмута /( = 4-10- и т. д. Чем К<, тем легче очищается вещество от этой примеси. Для примесей с К> метод мало эффективен, а при /С=1 очистка совсем не происходит. Например, таким образом нельзя удалить бор из кремния, так как Этим методом не достигают однородности химического состава слитка и совершенство структуры. [c.323]

Однако чистый теллур как полупроводник применяют ограниченно — для изготовления полевых транзисторов некоторых типов и в приборах, которыми меряют интенсивность гамма-излучения. Да еш,е примесь теллура умышленно вводят в арсенид галлия (третий по значению после кремния и германия полупроводник), чтобы создать в нем проводимость электронного типа . [c.18]

Индий применяется в разнообразных отраслях техники. Основная область применения индия — производство полупроводников. Как и галлий, индий — акцепторная примесь, сообщающая германию дырочную проводимость. Поэтому он применяется для создания р — п -переходов в полупроводниковых диодах и триодах, а также в полупроводниковых выпрямителях. Широкому применению индия благоприятствуют легкое смачивание им поверхности германия и хорошая сплавляемость с германием при низкой температуре. Соединения индия с элементами V группы периодической системы — фосфид, арсенид и антимонид — являются полупроводниками, представляющими большой практический интерес. В частности, антимонид индия обладает исключительно большой подвижностью электронов. Это соединение используется для изготовления датчиков эффекта Холла в приборах для измерения магнитных полей и инфракрасных детекторов, так как оно обладает фотопроводимостью в инфракрасной области. Из арсенида и фосфида индия изготовляются термоэлементы, работающие при высоких температурах. [c.178]

Использование ИК-спектроскопии основано на избирательном поглощении длинноволнового света примесными центрами в диэлектриках [75]. Так, примеси Н , Р , Вг, Na+, Ад+, Сз+ и Т1 в кристаллах КС1, КВг и К1 характеризуются резонансным поглощением ИК-излучения [76]. При этом вид ИК-спектра для КС1 и КВг удалось количественно объяснить, принимая, что замена кристаллизанта на примесь не приводит к каким-либо изменениям в кристалле, кроме увеличения массы ионов. В случае К1 изменения более существенны. Спектры и в КВг указывают на заметный изотопный эффект и описываются с помощью представления о слабой связи примеси с матрицей (силовая константа взаимодействия с ближайшими соседями составляет 0,6% от аналогичной величины для К+ [77]). Примесное поглощение инфракрасного света детально исследовано в случае алмаза, кремния, германия и арсенида галлия, легированных разнообразными добавками [60, с. 80]. [c.264]

Анализ физико-химических свойств и опубликованных данных по равновесию расплав — кристалл в системах летучий хлорид — примесь показывает, что летучие хлориды элементов III—IV групп периодической системы могут быть подвергнуты глубокой очистке методом противоточной кристаллизации из расплава. Приведены конструкции противоточных кристаллизационных колонн со спиралевидным шнеком и с лептой-рыхлителем. Показано, что последняя конструкция более технологична. Приведены примеры глубокой очистки хлоридов бора, галлия, германия, титана и мышьяка противоточной кристаллизацией из расплава. [c.150]

Одним из потребителей металлов особой чистоты является полупроводниковая техника. Например, в германий вплавляются сверхчистый индий и свинец примесь индия создает в германии дырочную проводимость, а свинец служит нейтральным разбавителем индия. Электронную проводимость создает примесь сурьмы, висмута. В полупроводниковых приборах используют также алюминий, золото, серебро, галлий и др. Полупроводниковыми свойствами обладает большая группа соединений, состоящая из металлов I—V групп и неметаллов IV—VII групп. Более десятка таких соединений проложили себе путь в практику. [c.117]

Если в собственно полупроводник ввести акцепторную примесь, например в германий ввести атом галлия, у которого лищь три валентных электрона, то к нему от германия перейдет один из электронов, и в валентной зоне появится дырка. Условием такого перехода является близость энергетического уровня примеси, располагающегося в запрещенной для германия зоне, к верхнему уровню валентной зоны германия. Концентрация дырок в этом случае становится преобладающей, и собственно полупроводник превращается в примесный полупроводиик р-тла, или в р-полупроводник. Для полупроводников с примесной проводимостью пфрфп[ и вместо (5.46) следует писать [c.139]

Первое подтверждение этого предсказания было сделано в 1875 г., когда с помощью спектрального анализа французский ученый П. Лекок де Буабодран открыл галлий. Затем последовала целая серия открытий, и к 1886 г. было открыто еще 11 элементов, среди которых были и редкоземельные. В 1878 г. швейцарский химик Ж. де Мариньяк нашел в оксиде эрбия примесь оксида иттербия, а через два года в дидимоксиде он обнаружил оксид гадолиния. В 1879 г. шведский химик Л. Нильсон открыл скандий, его соотечественник П. Клеве — тулий и гольмий, французский ученый П. Лекок де Буабодран — самарий (все в видё оксидов). Наконец, в 1886 г. Лекок де Буабодран открыл оксид диспрозия, а А. Муассан получил фтор. В то же время Винклеру удалось обнаружить германий. Это открытие имело особенно большое значение для окончательного признания периодической системы (см. стр. 81). [c.138]

Рассмотрены вопросы нрименимости метода противоточной кристаллизации из расплава для глубокой очистки хлоридов бора, титана, германия, галлия от некоторых примесей. Определены равновесные значения коэффициентов распределения в системах хлорид элемента — примесь и обсуждены возможности применения колонн двух типов перемещения кристаллов для процессов очистки. Рис. 2, библ. 10 назв. [c.232]

Германий обладает полупрозодннковЫдМи свойствами и с зти.м связано его основное применение. Германий, идущий для изготовления полупроводниковых приборов, подвергается очень тщательной очистке. Она осуществляется различными способами, Один нз важнейших методов получения высокочистого германия — это зонная плавка (см. 193). Для придания очищенному германию необходимых электрических свойств в него вводят очень небольшие количества определенных нри.месей. Такими примеся.ми служат элеме ты пятой и третьей групп периодической системы, например, мышьяк, сурьма, алюминий, галлий. Полупроводнико- [c.520]

При исследовании пленок толщиной более 30 мкм можно было проследить изменение концентрации примесных атомов по глубине, правда, с низким разрешением. Послойный анализ пленки арсенида галлия толщиной около 300 мкм, выращенной с помощью транспортной реакции в парах воды, позволил установить, что по всей толщине пленки до переходного слоя пленка — подложка содержалась примесь молибдена, внесенная из арматуры установки. Появление меди на участке пленки, прилегающем к поверхности подложки, а также увеличение содержания калия к кальция в этой области свидетельствовали о недостаточно тщательной очистке подложки перед выращ 1ванием пленки. Анализ пленки арсенида галлия толщиной 50 мкм, выращенной с использованием транспортной реакции в парах воды на поверхности германиевой подложки, показал, что германий проникает в толщу пленки во время ее выращивания. По толщине пленки концентрация германия изменялась в пределах (1,24-6) 10- ат.%. [c.166]