Die intrinsischen und extrinsischen Eigenschaften von Halbleitermaterialien sind für ihre Anwendung in elektronischen Bauelementen von wesentlicher Bedeutung. Diese Eigenschaften beeinflussen, wie Halbleiter Elektrizität leiten und auf externe Reize reagieren. Dieser Artikel beschreibt Methoden, um diese Eigenschaften genau zu bestimmen.

Eigene Eigenschaften von Halbleitern

Die Eigenschaften des reinen Halbleitermaterials sind inhärent, wie beispielsweise die Bandlückenenergie, die Elektronen- und Lochkonzentrationen sowie die elektrische Leitfähigkeit, die durch verschiedene experimentelle Verfahren gemessen werden können.

Methoden zur Bestimmung intrinsischer Eigenschaften

Zur Bestimmung der intrinsischen Eigenschaften werden üblicherweise folgende Methoden verwendet:

  • Optische Absorptionsspektroskopie: misst die Bandlückenenergie, indem sie die Absorption von Licht bei verschiedenen Wellenlängen analysiert.
  • Halleffektmessungen: Bestimmt die Trägerkonzentration und Mobilität durch Anlegen eines Magnetfeldes und Messen der resultierenden Spannung.
  • Temperaturabhängige Leitfähigkeit: Bewertet, wie die elektrische Leitfähigkeit mit der Temperatur variiert, um auf intrinsisches Verhalten zu schließen.

Extrinsische Eigenschaften von Halbleitern

Die Eigenschaften der äußeren Eigenschaften werden durch Verunreinigungen oder Dotierstoffe, die dem Halbleiter zugesetzt werden, beeinflusst, wie z. B. die Dotierstoffkonzentration, die Art der Leitfähigkeit (n-Typ oder p-Typ) und Veränderungen des elektrischen Verhaltens.

Methoden zur Bestimmung extrinsischer Eigenschaften

Die folgenden Techniken werden verwendet, um extrinsische Eigenschaften zu analysieren:

  • Sekundäre Ionenmassenspektrometrie (SIMS): misst die Konzentration und Verteilung von Dotierstoffen im Material.
  • Elektrische Leitfähigkeitsmessungen: Bewertet Änderungen der Leitfähigkeit aufgrund von Dotierungswerten.
  • Capacitance-Voltage (C-V) Profiling: Bestimmt Dotierstoffprofile und Konzentrationsgradienten.