Puolijohdemateriaalien sisäisten ja ulkoisten ominaisuuksien ymmärtäminen on olennaista niiden soveltamiseksi elektronisissa laitteissa. Nämä ominaisuudet vaikuttavat siihen, miten puolijohdetuotteet tuottavat sähköä ja reagoivat ulkoisiin ärsykkeisiin. Tässä artikkelissa hahmotellaan menetelmiä näiden ominaisuuksien määrittämiseksi tarkasti.

Puolijohteiden ominaisuudet

Ne sisältävät parametreja, kuten bändivälienergiaa, elektroni- ja reikäpitoisuuksia sekä sähkönjohtavuutta. Nämä ominaisuudet voidaan mitata erilaisilla kokeellisilla tekniikoilla.

Menetelmät, joilla määritetään sisäisen ominaisuuden ominaisuudet

Luonteellisten ominaisuuksien määrittämiseksi käytetään yleisesti seuraavia menetelmiä:

  • Optinen absorptiospektroskopia:[ Mittaa bändin rakoenergia analysoimalla valon imeytymistä eri aallonpituuksilla.
  • Hall Effect Measurements:[ Määrittää kantoaineen pitoisuuden ja liikkuvuuden käyttämällä magneettikenttää ja mittaamalla siitä syntyvän jännitteen.
  • Lämpötila-Dependent Johtavuus:[ Arvioi, miten sähkönjohtavuus vaihtelee lämpötilan kanssa päätellä sisäinen käyttäytyminen.

Puolijohteiden ulkoispiirteet

Ekstrinsiset ominaisuudet vaikuttavat epäpuhtauksiin tai dopants lisätty puolijohde. Nämä ominaisuudet ovat dopanttipitoisuus, tyyppi johtokyky (n-tyyppi tai p-tyyppi), ja muutokset sähköinen käyttäytyminen.

Menetelmät, joilla määritetään ulkoisominaisuudet

Seuraavia tekniikoita käytetään analysoimaan ulkoisvaikutuksia:

  • Toinen ionimassaspektrometria (SIMS):[ mittaa aineen sisältämää dopanttipitoisuutta ja jakaumaa.
  • Sähköisen johtavuuden mittaukset: Arvioi dopingtasojen aiheuttamia johtokyvyn muutoksia.
  • Kapasitanssi-Voltage (C-V) Profilointi:[ Määrittää dopanttiprofiilit ja pitoisuusgradientit.