Η κατανόηση των εγγενών και εξτρινωτικών ιδιοτήτων των ημιαγωγών υλικών είναι απαραίτητη για την εφαρμογή τους σε ηλεκτρονικές συσκευές. Αυτές οι ιδιότητες επηρεάζουν τον τρόπο με τον οποίο οι ημιαγωγοί διεξάγουν την ηλεκτρική ενέργεια και ανταποκρίνονται σε εξωτερικά ερεθίσματα.

Ιδιότητες των ημιαγωγών

Οι εντρινιακές ιδιότητες είναι εγγενείς στο καθαρό ημιαγωγό υλικό. Περιλαμβάνουν παραμέτρους όπως ενέργεια χάσματος ζώνης, συγκεντρώσεις ηλεκτρονίων και οπών, και ηλεκτρική αγωγιμότητα.

Μέθοδοι για τον καθορισμό των ενδοκρινικών ιδιοτήτων

Για τον προσδιορισμό των εγγενών ιδιοτήτων, χρησιμοποιούνται συνήθως οι ακόλουθες μέθοδοι:

  • Φασματοσκοπία Οπτικής Απορρόφησης: Μετράει την ενέργεια κενού ζώνης αναλύοντας την απορρόφηση του φωτός σε διαφορετικά μήκη κύματος.
  • Μετρήσεις επιπτώσεων διαδρόμου: Καθορίζει τη συγκέντρωση και την κινητικότητα φορέα εφαρμόζοντας μαγνητικό πεδίο και μετρώντας την τάση που προκύπτει.
  • Τεμπερατούρα-Εξαρτώμενη Αγωγιμότητα: Συνοψίζει πώς η ηλεκτρική αγωγιμότητα ποικίλλει με τη θερμοκρασία για να συμπεράνει εγγενή συμπεριφορά.

Εξωγενείς ιδιότητες των ημιαγωγών

Οι εξτρινικές ιδιότητες επηρεάζονται από προσμίξεις ή ντοπανάκια που προστίθενται στον ημιαγωγό. Αυτές οι ιδιότητες περιλαμβάνουν συγκέντρωση ντοπαντών, τύπο αγωγιμότητας (n-type ή p-type), και αλλαγές στην ηλεκτρική συμπεριφορά.

Μέθοδοι για τον καθορισμό των εξτρινσικών ιδιοτήτων

Χρησιμοποιούνται οι ακόλουθες τεχνικές για την ανάλυση των εξτρινσικών ιδιοτήτων:

  • Δευτεροβάθμια φασματομετρία μάζας ιόντων (SIMS): Μέτρα συγκέντρωσης και κατανομής της ενδοκρανιακής μάζας στο υλικό.
  • Μετρήσεις ηλεκτρικής αγωγιμότητας: Αξιολογεί τις μεταβολές στην αγωγιμότητα λόγω των επιπέδων ντόπινγκ.
  • Χαρακτηριστικά για την ικανότητα απορρόφησης της υγρασίας (C-V) Προφίλ: Καθορίζει τα προφίλ της ενδοκραδασμού και τις κλίσεις συγκέντρωσης.