Presque chaque appareil moderne ou un appareil qui utilise l'électricité contient des semi-conducteurs. Réfrigérateurs, téléphones, lampes de poche - utilisent tous les semi-conducteurs. La plupart des semi-conducteurs sont faits d'un matériau de base dopé avec des atomes qui ont des électrons supplémentaires - donateurs - et des atomes qui ont moins d'électrons - accepteurs. Le niveau de dopants change toutes les propriétés de la matière, de sorte que vous pouvez utiliser une mesure d'autres propriétés de semi-conducteurs pour calculer la densité accepteur de dopage.
Instructions
1 Mesurer la taille de votre puce semi-conductrice. A titre d'exemple, supposons que vous avez une puce de bore-silicium dopé qui est de 20 micromètres de long, 5 micromètres de hauteur et 10 micromètres de large.
2 Mesurer la résistance du matériau. À des fins d'illustration, supposons que la valeur de la résistance est de 170 ohms.
3 Calculer la résistivité du matériau, qui est donnée par la résistivité = (surface / longueur) x résistance. Pour l'exemple, il est (50/20) x 10 ^ -4 cm x 170 ohms = 0,043 ohm-cm.
4 Convertir la résistivité de conductivité, qui est simplement l'inverse de la résistivité. Pour le problème d'exemple, la conductivité = 1 / 0,043 = 23 par ohms-cm = 23 coulombs / cm V sec.
5 Calculer le produit de la densité d'accepteurs et de la mobilité des trous, qui est donné par la conductivité divisée par la charge d'un trou. Pour l'exemple, cela signifie densité x mobilité = conductivité / trou frais = 23 / (1,602 x 10 ^ -19) 1 / cm-V-sec = 1,4 x 10 ^ 20.
6 Calculer une valeur pour la densité accepteur, trouver la mobilité pour que la densité et faire correspondre le produit à la valeur calculée à l'étape précédente. Avec un ordinateur ou d'une calculatrice scientifique, vous pouvez calculer le produit pour une gamme de densités accepteurs. Par exemple, la mobilité des trous de bore est donné par la mobilité = 44,9 + (470,5 à 44,9) / (1 + (densité / 2,23 x 10 ^ 17) ^ 719.) ^ Cm 2 / V sec. Traçage le produit des temps de densité de la mobilité sur la région de 10 ^ 17-10 ^ 20 cm ^ 3, vous pouvez trouver le point auquel le produit est de 1,4 x 10 ^ 20 est à une densité accepteur de 8,7 x 10 ^ 17 pour centimètre cube.
Conseils et avertissements
- L'équation de la mobilité des trous est un ajustement phénoménologique, basée sur un modèle mathématique empirique plutôt que sur une compréhension physique. Vous pouvez trouver ces équations en physique des solides ou des textes d'ingénierie des semi-conducteurs, ou en ligne.
- propriétés de semi-conducteurs sont le résultat d'une interaction complexe de propriétés des matériaux de base et les niveaux de donneur et accepteur dopage. Il y a beaucoup de mesures que vous pouvez utiliser pour déterminer le niveau de dopage accepteur, et, à l'inverse, vous pouvez déterminer un niveau de dopage accepteur pour atteindre vos propriétés semi-conductrices désirées.