Hvordan beregne Akseptant Doping Tetthet

Hvordan beregne Akseptant Doping Tetthet


Nesten alle moderne enhet eller apparat som bruker elektrisitet inneholder halvledere. Kjøleskap, telefon, lommelykter - alle bruker halvledere. De fleste halvledere er laget av grunnmaterialet dopet med atomer som har ekstra elektroner - givere - og atomer som har færre elektroner - acceptors. Nivået av dopemidler forandrer alle egenskapene til materialet, slik at man kan bruke en måling av andre halvlederegenskapene til å beregne akseptor doping tetthet.

Bruksanvisning

1 Mål størrelsen på halvlederbrikke. Som et eksempel, anta at du har en chip av boron-dopet silisium som er 20 mikrometer lang, 5 mikrometer høye og 10 mikrometer brede.

2 Måle motstanden i materialet. For illustrasjonens skyld anta at motstanden avlesningen er 170 ohm.

3 Beregn den spesifikke motstand av materialet, som er gitt ved resistivitet = (areal / lengde) x motstand. For eksempel er dette (50/20) x 10 ^ -4 cm x 170 ohm = 0,043 ohm-cm.

4 Konverter resistiviteten til ledningsevne, som er ganske enkelt det omvendte av resistivitet. For eksempel problem, konduktiviteten = 1 / 0,043 = 23 per ohm-cm = 23 coulomb / cm-V-sek.

5 Beregn produktet av akseptor tetthet og hullet mobilitet, som er gitt ved ledningsevnen dividert med ladning av et hull. For eksempel betyr dette tetthet x mobilitet = ledningsevne / hull kostnad = 23 / (1,602 x 10 ^ -19) 1 / cm-V-sec = 1,4 x 10 ^ 20.

6 Beregne en verdi for akseptor tetthet, finne mobilitet for at tettheten og matche produktet til verdien beregnet i forrige trinn. Med en datamaskin eller vitenskapelig kalkulator kan du beregne produkt for en rekke akseptorvesikler tettheter. For eksempel er mobiliteten av hull i boron gitt ved bevegelighet = 44,9 + (470,5 til 44,9) / (1 + (densitet / 2,23 x 10 ^ 17) ^ 719.) Cm ^ 2 / V-sekund. Plotting av produktet i tetthet ganger mobilitet over området fra 10 ^ 17-10 ^ 20 per cm ^ 3, kan man finne det punkt hvor produktet er 1,4 x 10 ^ 20 er ved en akseptor tetthet på 8,7 x 10 ^ 17 per kubikkcentimeter.

Hint

  • Hullet mobilitet ligningen er en fenomenologisk passform, basert på en empirisk matematisk modell i stedet for på en fysisk forståelse. Du kan finne slike likninger i faste stoffers fysikk eller halvlederteknikk tekster, eller online.
  • Halvleder-egenskaper er et resultat av en komplisert samspill av basematerialegenskaper og donor og akseptor dopingsnivåer. Det er mange målinger som du kan bruke til å bestemme akseptor doping nivå, og omvendt, kan du bestemme en akseptor doping nivå for å oppnå ønskede halvlederegenskapene.