Elección de dopantes para semiconductores

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¿Cómo se eligen los dopantes para producir dispositivos semiconductores? He escuchado que el boro y el fósforo son algunos elementos comunes del dopante, pero querrías diferentes para diferentes semiconductores, ¿verdad? Necesitan ser compatibles con la estructura de cristal. ¿Podría dopar un semiconductor compuesto alterando la proporción de sus elementos componentes?

¿Hay alguna ventaja en usar diferentes dopantes, en diferentes dispositivos o dentro del mismo dispositivo? ¿Qué pasaría si, por ejemplo, hiciera un BJT de silicona donde el colector estaba dopado con nitrógeno, la base dopada con boro y el emisor dopado con fósforo? ¿Tendría eso propiedades significativamente diferentes a un dispositivo que usa fósforo tanto en el emisor como en el colector?

    
pregunta Hearth

1 respuesta

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El boro (aceptor) y el fósforo / arsénico (donante) son los dopantes utilizados para los dispositivos de silicio. Se deben usar diferentes dopantes para otro semiconductor. No sé si el dopaje se puede hacer cambiando la composición de los semiconductores compuestos. Pero otros átomos pueden usarse para dopar semiconductores compuestos también. Por ejemplo, el Zinc (aceptor), el Azufre (donante) y el Silicio (anfótero) se pueden usar para el Arseniuro de Galio.

Aparte de la compatibilidad del proceso y la rentabilidad, son pocas las condiciones que debe cumplir un dopante

  • Los dopantes introducirán un nivel de energía (aceptador o tipo de donante) en la brecha prohibida del semiconductor. Estos niveles de energía deben estar más cerca de los bordes de la banda (cenefa o banda de conducción) para que los dopantes estén activos a temperatura ambiente.

  • El dopante debe tener una buena solubilidad en el semiconductor. Más la solubilidad, más la concentración de dopaje que se puede lograr.

No sé si hay ventajas de usar dopantes múltiples. Definitivamente aumenta el costo ya que los dopantes múltiples exigen herramientas adicionales o pasos de fabricación adicionales.

Dado que el nitrógeno es un gas, no es una buena idea usarlo como dopante. Pero si tomamos una región dopada con arsénico y dopada con fósforo, las propiedades eléctricas serán las mismas para un rango práctico de temperaturas y dopings.

    
respondido por el nidhin

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