Verici ve alıcı safsızlıkları arasındaki temel fark, periyodik tablonun V grubundaki elementlerin tipik olarak donör safsızlığı olarak hareket ederken, III. gruptaki elemanların tipik olarak alıcı safsızlığı olarak hareket etmesidir.
Doping, bir yarı iletkene yabancı maddeler ekleyen işlemdir. Doping, yarı iletkenin iletkenliğini arttırmada önemlidir. İki ana doping şekli vardır ve bunlar donör dopingi ve alıcı dopingidir. Donör dopingi donöre safsızlıklar eklerken, alıcı dopingi alıcıya safsızlıklar ekler.
Donör Safsızlıkları Nelerdir?
Donör safsızlıkları, bir donörün elektrik iletkenliğini artırmak için bir donöre eklenen elementlerdir. Periyodik tablonun V grubundaki elementler, ortak verici safsızlıklardır. Bir donör, bir yarı iletkene eklendiğinde n-tipi bölgeler oluşturabilen bir atom veya atom grubudur. Yaygın bir örnek silikondur (Si).
Şekil 1: Silikon Kafeste Bir Donörün Varlığı
Genellikle donör safsızlıklar olarak hizmet eden grup V elementleri arasında arsenik (As), fosfor (P), bizmut (Bi) ve antimon (Sb) bulunur. Bu elementlerin en dıştaki elektron kabuğunda beş elektron bulunur (beş değerlik elektronu vardır). Bu atomlardan biri silikon gibi bir donöre eklendiğinde, safsızlık silikon atomunun yerini alarak dört kovalent bağ oluşturur. Ancak, beş değerlik elektronu olduğu için şimdi bir serbest elektron var. Bu nedenle, bu elektron yarı iletkenin iletkenliğini artıran serbest bir elektron olarak kalır. Ayrıca, safsızlık atomlarının sayısı vericide bulunan serbest elektronların sayısını belirler.
Alıcı Kirlilik Nedir?
Alıcı safsızlıkları, o alıcının elektrik iletkenliğini artırmak için bir alıcıya eklenen elementlerdir. Grup III'teki elementler, alıcı safsızlıklar olarak yaygındır. Grup III'teki elementler arasında alüminyum (Al), bor (B) ve galyum (Ga) bulunur. Bir alıcı, bir yarı iletkene eklendiğinde p-tipi bölgeler oluşturan bir katkı maddesidir. Bu atomların en dıştaki elektron kabuklarında üç değerlik elektronu vardır.
Şekil 2: Silikon Kafeste Bir Alıcının Varlığı
Bir alıcıya alüminyum gibi safsızlık atomlarından biri eklendiğinde, yarı iletkendeki silikon atomlarının yerini alır. Bu eklemeden önce silikon atomunun çevresinde dört kovalent bağ vardır. Alüminyum silikonun yerini aldığında, alüminyum atomu sadece üç kovalent bağ oluşturur ve bu da eksik bir kovalent bağla sonuçlanır. Bu boş bir nokta veya bir delik oluşturur. Ancak bu delikler elektriğin iletilmesinde faydalıdır. Eklenen safsızlık atomlarının sayısı arttığında, yarı iletkende bulunan deliklerin sayısı da artar. Bu ekleme, sırayla, iletkenliği arttırır. Doping işleminin tamamlanmasından sonra yarı iletken, dışsal bir yarı iletken haline gelir.
Donör ve Kabul Eden Safsızlıklar Arasındaki Fark Nedir?
Donör ve Alıcı Safsızlıklar |
|
| Donör safsızlıkları, bir donörün elektrik iletkenliğini artırmak için bir donöre eklenen elementlerdir. | Alıcı safsızlıkları, o alıcının elektrik iletkenliğini artırmak için bir alıcıya eklenen elementlerdir. |
|
Yaygın Kirlilikler | |
| Grup V öğeleri | Grup III öğeleri |
| Kirlilik Örnekleri | |
| Arsenik (As), fosfor (P), bizmut (Bi) ve antimon (Sb). | Alüminyum (Al), bor (B) ve galyum (Ga) |
| İşlem | |
| Yarı iletkendeki serbest elektronları artırın. | Yarı iletkende bulunan delikleri artırın. |
| Değer Elektronları | |
| Atomların beş değerlik elektronu vardır. | Atomların üç değerlik elektronu vardır. |
| Kovalent Bağ | |
| Yarı iletken içinde dört kovalent bağ oluşturarak beşinci elektronu serbest elektron olarak bırakır. | Yarı iletken içinde üç kovalent bağ oluşturarak, bir kovalent bağın olmadığı yerde bir delik bırakır. |
Özet – Donör ve Kabul Eden Safsızlıklar
Yarı iletkenler, iletken olmayan bir yalıtkan ile iletken olan metaller arasında iletken olan malzemelerdir. Vericiler ve alıcılar, yarı iletkenlerde iletken bölgeler oluşturan katkılardır. Verici ve alıcının katkılanması, yarı iletkenin elektriksel iletkenliğini artıran işlemlerdir. Verici ve alıcı safsızlıklar arasındaki temel fark, periyodik tablonun III. grubundaki elementlerin donör safsızlıkları olarak hareket ederken V grubundaki unsurların alıcı safsızlıkları olarak hareket etmesidir.
