P- va n-tip li yarim o`tkazgichlar hosil qilish

1. 
   p- va n-tip li yarim o`tkazgichlar hosil qilish
   

Asosan yarimo`tkazgich materiallaridagi kimyoviy bog`lanish bu kovalent bog`lanishdir. Yarimo`tkazgich materiallarini tashkil etadigan atomlarning asosiy qismi s va p elektron qobiqlari to`lmagan bo`lgani uchun, kristall hosil bo`lganda, undagi hamma atomlarning tashqi elektron qobiqlari to`lishi shart. Natijada kristalldagi har bitta atomni tashqi qobig`ida elektronlar soni 8 taga yetib s<sup>2</sup>`⁶ holatiga o`tadi. Bunday bog`lanishda spinlari bir−biriga qarama−qarshi bo`lgan 2 ta elektron, ikki atom o`rtasida umumiy bo`lgan holda, ikki atomni bog`lab turadi. Misol uchun Si kristallini ko`radigan bo`lsak, undagi atomlarning valent elektronlari holati s¹`<sup>3</sup> holatda bo`lib, bunday atom to`rt tomondagi qo`shnilaridan bittadan, qarama−qarshi spinli elektronlarni qabul qilishi bilan, s²`<sup>6</sup> holatiga o`tadi. Shuning uchun bunday bog`lanishlarni s<sup>1</sup>`³ gibrid bog`lanishlar deb atash qabul qilingan. Yarimo`tkazgich materiallarida kovalent s¹`<sup>3</sup> bog`lanish mavjud bo`lishi uchun kristall shunday atomlardan tashkil topgan bo`lishi kerakki, unda kristallni tashkil etgan 2 ta qo`shni atom valent elektronlari yig`indisi 8 ga teng bo`lishi kerak. Elementar yarimo`tkazgichlar kristall panjarasi tugunlari bir xil atomlardan tashkil topgan bo`ladi. Quyidagi Si, Ge va Sn elementar yarimo`tkazgichli materiallar to`rttadan valent elektronlariga ega va 1-rasmda ko`rsatilgandek kristall panjarada to`rttadan atomlar bilan bog`lanish xususiyatiga egadir. Bu xususiyatlari ularning olmos kristall panjaraga ega bo`lishlarini namoyon etadi.


Hozirgi kunda ishlab chiqarishning 80% asosan kremniyli yarim o`tkazgichlar tashkil etmoqda. Chunki kremniyli yarim o`tkazgichlarni tayyorlash texnologiyasi boshqa yarim o`tkazgichlarga qaraganda birinchidan arzon, ikkinchidan yer sharida kisloroddan so`ng ikkinchi o`rinda turadigan element hisoblanar ekan. Shuning uchun kremniy misolida n- va p-tipli yarim o`tkazgichlar hosil qilishni ko`rib chiqamiz .

Kremniy kristall panjarasiga Mendeleev davriy sistemasidagi III guruh elementlari masalan, bor kiritilsa uning tashqi elektronlar soni uchta bo`lganligi uchun borning valent elektronlari qo`shni kremniy atomlari valent elektronlari bilan uchta to`liq bog`liqlik hosil qiladilar. To`rtinchi bog`lanish esa to`lmay qoladi. Uncha katta bo`lmagan issiqlik energiyasi ta`sirida ham qo`shni kremniy atomining valent elektronlari bu bog`lanishni to`ldiradi. Natijada borning tashqi qobig`ida ortiqcha elektron hosil bo`ladi, ya`ni u manfiy zaryadga ega bo`lgan qo`zg`almas ionga aylanadi. Kremniy atomining to`lmagan bog`lanishi - bu kovakdir (2 - rasm). Bu vaqtda erkin elektron hosil bo`lmaydi. Bunday kirishma – aktseptor sathini hosil qiladi, aktseptor atomlari kiritilgan yarim o`tkazgich esa - kovak yoki r - turdagi elektr o`tkazuvchanlik deb ataladi. R-turdagi yarim o`tkazgich uchun kovaklar - asosiy zaryad tashuvchilar, - elektronlar esa noasosiy zaryad tashuvchilar hisoblanadi.

Kremniy kristall panjarasiga Mendeleev davriy sistemasidagi V guruh elementlari masalan, fosfor P kiritilsa uning tashqi elektronlar soni 5ta bo`lib valent elektronidan to`rttasi qo`shni kremniy atomining to`rtta valent elektronlari bilan bog`lanib - sakkiz elektrondan tashkil topgan mustahkam qobiq hosil qiladilar. Beshinchi elektron ortiqcha bo`lib, o`zining atomi bilan kuchsiz bog`langan bo`ladi. Shuning uchun kichik issiqlik energiyasi ta`sirida u uziladi va erkin elektronga aylanadi (3 - rasm), bu vaqtda kovak hosil bo`lmaydi. Kirishma atomi musbat zaryadlangan qo`zg`almas ionga aylanadi. Bunday kirishma atomlari donor deb ataladi. Demak bunday kirishmali yarim o`tkazgichda elektr o`tkazuvchanlik asosan elektronlar hisobiga amalga oshiriladi, yarim o`tkazgich esa elektron yoki n- turdagi elektr o`tkazuvchanlik deb ataladi. n -turdagi yarim o`tkazgichda elektronlar - asosiy zaryad tashuvchilar, kovaklar esa noasosiy zaryad tashuvchilar deb ataladi.