Что представляют собой сложные полупроводниковые соединения

Примечание. Свойствами полупроводников обладают некоторые модифика­ции олова (серое) Sn, сурьмы Sb и углерода С.

II. Полупроводниковые химические соединения с общими форму­лами A m _xB n _y

Буквы А и В — химические элементы, а показатель степени m,n —номер группы таблицы Менделеева, x,y — количество атомов. Все полупроводники можно разбить на две группы: собственные и примесные.

Собственные полупроводникине содержат легирующие примеси; к ним относятся высокой степени чистоты простые полупроводники: кремний Si, германий Ge, селен Se, теллур Те и др. и многие полу­проводниковые химические соединения: арсенид галлия GaAs, анти-монид индия InSb, арсенид индия InAs и др.

Примесные полупроводникивсегда содержат донорную или ак­цепторную примесь (см. гл. 8.2.3). В производстве полупроводниковых приборов примесные полупроводники используют чаще, поскольку в них свободные носители заряда образуются при более низких темпера­турах (чем в собственных полупроводниках), которые отвечают рабо­чему интервалу температур полупроводникового прибора.

ТЕМА 4.2. ПРОСТЫЕ (ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ) ПОЛУПРОВОДНИКИ и

СЛОЖНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Из простых полупроводников в приборостроении используют кремний Si, германий Ge и селен Se. Кремний по совокупности сво­их электрических свойств получил наибольшее применение в произ­водстве дискретных полупроводниковых приборов, а в производстве интегральных микросхем он остается пока единственным полупро­водниковым материалом.

Кремний

Кремний Si — химический элемент IV группы периодической сис­темы Д.И. Менделеева. Кристаллизуется Si с образованием кубиче­ской пространственной решетки типа алмаза (рис. 9.4); постоянная решетки а = 0,542 нм. В такой кристаллической решетке каждый атом Si находится на одинаковом расстоянии от четырех соседних атомов, которые расположены по отношению к нему подобно вершинам пра­вильного тетраэдра. Каждый атом образует с соседними атомами че­тыре равноценные ковалентные связи. Число атомов Si в единице объ­ема составляет 5-Ю 28 атом/м 3 . Кристаллический кремний тверд, хрупок, темно-серого цвета с характерным металлическим блеском. Температура плавления Si равна 1417 °С. Он имеет широкую запре­щенную зону (AW= 1,12 эВ при 20 °С), что позволяет из кремния соз­давать полупроводниковые приборы с относительно высокой рабочей температурой (до 120—200 °С). При комнатной температуре концен­трация собственных носителей заряда составляет 3-Ю 16 м -3 , а удельное сопротивление, обусловленное собственной электропроводностью, равно примерно 2,3-10 3 Омм. Собственную электропроводность Si можно наблюдать при концентрации примесей 10 17 атом/м 3 и менее (рис. 9.5). Такую высокую степень чистоты уже нельзя контролировать химическими методами. Поэтому о степени чистоты Si (так же, как и Ge) судят по электропроводности: чем чище кремний (германий), тем выше его удельное сопротивление.

Рис.9.4. Элементарная ячейка кремния

Для видимого света Si непрозрачен. Однако чистый Si в инфракрасном свете, начиная с длины волны 1,2 мкм, становится сравнительно прозрачным. С увеличением концентрации примесей увеличивается коэффициент поглощения электромагнитного излуче­ния.

По химическим свойствам кремний является металлоидом. Он устойчив на воздухе при нагревании до 900 °С. При температурах выше 900 °С Si интенсивно окисляется с образованием двуокиси кремния Si0₂. В расплавленном состоянии Si обладает высокой хи­мической активностью и химически взаимодействует почти со всеми элементами, кроме инертных газов и чистого кварца.

Кремний является вторым по распространенности химическим элементом после кислорода. В земной коре массовая доля кремния составляет 27,6 %. В свободном виде в природе Si не встречается, на­ходится главным образом в виде кремнезема — двуокиси кремния Si0₂ и различных силикатов.

Германий

Германий Ge — это химический элемент IV группы периодиче­ской системы Д.И. Менделеева. Кристаллизуется с образованием ку­бической пространственной решетки типа алмаза (см. рис. 9.4); по­стоянная решетки а = 0,566 нм. Кристал­лический германий тверд, хрупок, серовато-белого цвета с характер­ным металлическим блеском. Ширина запрещен­ной зоны (AW= 0,72 эВ при 20 °С) меньше, чем у кремния. Поэтому рабочая температура полупроводниковых приборов на основе Ge ниже, чем на основе Si, и не должна превышать 70 °С. При комнат­ной температуре концентрация собственных носителей заряда со­ставляет 2,5-10 19 м

3 , а удельное сопротивление, обусловленное соб­ственной электропроводностью, равно

0,68 Ом*м. Таким образом, у Ge концентрация собственных носителей заряда на три десятич­ных порядка больше, а собственная удельная электропроводность на четыре десятичных порядка выше, чем соответствующие характери­стики у Si. Собственную электропроводность Ge можно обнаружить при концентрации примесей

10 19 атом/м 3 и менее (см. рис. 9.5). Из рис. 9.5 также видно, что с увеличением концентрации как донор-ной, так и акцепторной примеси удельное сопротивление Ge резко снижается. При температурах ниже 5,4 К и давлениях выше 11 ГПа германий переходит в сверхпроводниковое состояние. Для видимого света Ge непрозрачен.

Германий — один из первых полупроводниковых материалов, нашедший широкое применение в производстве дискретных полу­проводниковых приборов. Его применяют для изготовления различных типов диодов, транзисторов и т. д., оптических и магниточувствительных приборов: фототранзисторов, фотодиодов, оптических фильтров, модуляторов света коротких радиоволн, датчиков ЭДС Холла и др. Рабочий ин­тервал температур этих приборов от -60 °С до +70 °С.

СЛОЖНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

В настоящее время в производстве эпитаксиальных структур и полупроводниковых приборов наряду с простыми полупроводника­ми нашли широкое применение полупроводниковые химические со­единения. А в производстве таких приборов, как варисторы, термо­резисторы, фоторезисторы и некоторые другие преимущественно используются полупроводниковые химические соединения и ком­плексы на их основе (многофазные материалы).

Полупроводниковые химические соединения обладают самыми разнообразными электрофизи-ческими свойствами.

Химические соединения типа A IV B IV

Единственным полупроводниковым бинарным химическим со­единением типа A 4 B 4 является карбид кремния SiC. В стехиометрический состав SiC входит 70,045% кремния и 29,95 % углерода (по массе). По типу химической связи SiC относится к ковалентным кристаллам. Его ионная связь не превышает 10—12%. Карбид крем­ния кристаллизуется в двух модификациях: кубической и гексагональной.

Большие значения ширины 33 SiC (AW= 2,39—2,72 эВ) позволяют создавать на его основе полупроводниковые приборы, сохраняю­щие работоспособность при температурах до 600°С. Собственная электропроводность из-за большой ширины 33 наблюдается лишь при температурах выше 1400°С. Подвижность носителей заряда низ­кая: для электронов не более 0,1 м 2 /(В-с), а для дырок — 0,02 м 2 /(Вс).

Карбид кремния имеет высокую твердость (немного уступает ал­мазу), высокую термическую, химическую и радиационную стойкость. Заметно окисляется при температурах выше 800°С. При комнатной температуре химически взаимодействует только с расплавленными щелочами, а также с расплавленной ортофосфорной кислотой Н₃Р0₄ и смесью азотной и фтористоводородной кислот (HN0₃ и HF). Чис­тый карбид кремния стехиометрического состава бесцветен. Техниче­ский SiC может иметь разнообразную окраску: белую, серую, желтую, зеленую и черную. Цвет SiC зависит от сырья и технологии получения кристаллов и определяется примесью атомов как чужеродных элемен­тов, так и собственных, являющихся превышением над стехиометрическим составом.

Монокристаллический SiC используют для изготовления свето-диодов. Светодиоды на основе SiC по сравнению со светодиодами на основе химических соединений типа A m B v обладают очень высо­кой надежностью и стабильностью работы. Они могут выдерживать 100-кратные токовые перегрузки, циклические перегревы до 400°С, они обладают исключительно высокой радиационной стойкостью. Монокристаллический карбид кремния можно использовать для изготовления высокотемпературных силовых полупроводниковых приборов, полевых транзисторов, туннельных диодов, счетчиков частиц высокой энергии, терморезисторов, фоторезисторов и дру­гих изделий.

Поликристаллический SiC используют в производстве нелиней­ных резисторов (варисторов), в которых сопротивление нелинейно снижается с ростом приложенного электрического напряжения (см. гл. 8.7.2). Для этих целей изготавливают многофазные материалы на основе порошкообразного SiC, скрепленного связующим веществом. Кроме того, на основе порошкообразного SiC производят высоко­температурные нагреватели, игнитронные поджигатели и волноводные поглотители, а на основе пленок аморфного SiC — светодиоды и солнечные элементы.

Сложные полупроводники, их соединения

Свойства и виды (простые и сложные) полупроводниковых материалов. Основные методы промышленного получения монокристаллов соединений: метод Чохральского, направленная кристаллизация. Классификация и общая характеристика полупроводниковых соединений.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Научно-технический прогресс немыслим без электроники. Интенсивное развитие электроники связано с появлением новых разнообразных полупроводниковых приборов и интегральных микросхем, которые находят широкое применение в вычислительной технике, автоматике, радиотехнике и телевидении, в установках измерительной техники, медицины, биологии и т.д.

Полупроводники представляют собой обширную группу веществ, занимающих по величине удельного сопротивления промежуточное положение между диэлектриками и проводниками. Диапазон удельного сопротивления полупроводников при комнатной температуре условно ограничивают значениями 106-108Ом-м. Отличительным свойством полупроводников является сильная зависимость их удельного сопротивления от концентрации примесей. При введении примесей изменяется не только значение проводимости, но и характер ее температурной зависимости. У большинства полупроводников удельное сопротивление зависит также от температуры и других внешних энергетических воздействий (свет, электрическое и магнитное поле, ионизирующее излучение и т.д.). На управлении с помощью тепла, света, электрического поля, механических усилий электропроводностью полупроводников основана работа терморезисторов (термисторов), фоторезисторов, нелинейных резисторов (варисторов), тензорезисторов.

Полупроводниковые материалы по химическому составу можно разделить на простые и сложные.

Сложными полупроводниковыми материалами являются химические соединения, обладающие полупроводниковыми свойствами и включающие два, три и более элементов. Полупроводниковые соединения, состоящие из двух элементов, приято называть бинарными. Они обозначаются буквами латинского алфавита с цифровыми индексами (римские цифры над буквами обозначаются группу в периодической системе, а арабские цифры под буквами — стехиометрический коэффициент): АШВV (GaAs, JnSb), AIIBVI(CdS. ZnSe), AIVBVI(PbTe), AIVBIV(SiC), A2VB3VI(Bi2Te3) и т.д.

СЛОмЖНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКИм, неорганические химические соединения, обладающие полупроводниковыми свойствами (см. ПОЛУПРОВОДНИКИ). К сложным полупроводниковым материалам относятся также аморфные и стеклообразные полупроводники (см. АМОРФНЫЕ И СТЕКЛООБРАЗНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ).

К двойным полупроводниковым фазам относятся двойные полупроводниковые соединения и твердые растворы на их основе. Химические связи в этих фазах смешанные с преобладанием ковалентной, иногда это ковалентно-ионно-металлические связи, реже — ковалентно-ионные. Двойные алмазоподобные полупроводниковые фазы возникают при образовании sp3-гибридных химических связей и для них характерно тетраэдрическое расположение атомов в первой координационной сфере. К двойным алмазоподобным фазам относятся многие соединения классов AIIIBV, AIIBVI, AIBVII, AIII2BVI3, твердые растворы на основе этих соединений, а также карбид кремния (см. КРЕМНИЯ КАРБИД), который является единственным бинарным соединением, образованным полупроводниковыми элементами IV группы. Широкое применение в полупроводниковом приборостроении имеют двойные полупроводниковые соединения AIIIBV, AIIBVI, AIVBVI.

Полупроводниковые соединения A III B V

Являются ближайшими электронными аналогами кремния и германия, относятся к алмазоподобным полупроводникам. Образуются в результате взаимодействия элементов IIIА подгруппы Периодической системы (бора, алюминия, галлия, индия) с элементами VА подгруппы (азотом, фосфором, мышьяком и сурьмой). Висмут и таллий не образуют соединений рассматриваемого ряда. За счет частичного перераспределения электронов атомы AIII и BV в такой структуре оказываются разноименно заряженными. Поэтому связи в кристаллах AIIIBV не полностью ковалентные, а частично ионные. Соединения AIIIBV принято классифицировать по металлоидному ряду: нитриды, фосфиды, арсениды, антимониды. Фосфиды, арсениды и антимониды имеют кристаллическую кубическую решетку типа сфалерита (см. СФАЛЕРИТ). Для нитридов характерна гексагональная решетка типа вюрцита. В решетке того и другого типов каждый атом элемента III группы находится в тетраэдрическом окружении четырех атомов элемента V группы и наоборот. Структура сфалерита не имеет центра симметрии.

В кристаллах AIIIBVреализуется донорно-акцепторная связь. Из четырех ковалентных связей, которыми каждый атом встраивается в решетку, три образуются обобществлением валентный электронов атомов AIII и BV, а четвертая связь осуществляется неподеленной парой валентных электронов атомов BV.

За исключение антимонидов все соединения разлагаются при нагревании. Температура плавления соединений лежит выше температуры плавления образующих его компонентов (исключение — антимонид индия (см. ИНДИЯ АНТИМОНИД)).

Полупроводниковые соединения образуют гомологический ряд, в котором наблюдается закономерное изменение многих свойств при изменении атомных номеров компонентов. Внутри каждой группы соединений аналогов (фосфидов, арсенидов и антимонидов) наблюдается уменьшение температуры плавления, твердости и ширины запрещенной зоны с ростом суммарного атомного номера и атомных масс входящих в соединение элементов и возрастание подвижности носителей заряда, особенно электронов. Подвижность носителей заряда в полупроводниках AIIIBV определяется в основном рассеянием электронов и дырок на оптических тепловых колебаниях решетки.

Основным методом промышленного получения монокристаллов соединений AIIIBV является метод Чохральского, для разлагающихся соединений в варианте с жидкостной герметизацией расплава (см. методы выращивания кристаллов (см. МЕТОДЫ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ)). Используются также методы направленной кристаллизации. Легирование кристаллов с целью получения необходимых электрофизических свойств осуществляется в процессе выращивания.

Наиболее широко применение среди этой группы материалов имеют арсенид галлия (см. ГАЛЛИЯ АРСЕНИД) и фосфид индия (см. ИНДИЯ ФОСФИД). Для изготовления ряда приборов электронной техники применяются также арсенид индия (см. ИНДИЯ АРСЕНИД), антимонид индия (см. ИНДИЯ АНТИМОНИД), антимонид галлия (см. ГАЛЛИЯ АНТИМОНИД) и другие материалы.

Соединения AIIIBVиспользуются в производстве полупроводниковых приборов различного назначения: СВЧ-интегральные схемы, светодиоды, фоторезисторы, лазеры, приемники ИК-излучения, туннельные диоды и др.

На основе соединений AIIIBV образуются твердые растворы замещения. При изменении состава твердого раствора можно управлять шириной запрещенной зоны соединений. Изменение ширины запрещенной зоны сопровождается соответствующим смещением спектров оптического поглощения и пропускания, люминесценции и фоточувствительности. С изменением состава твердого раствора изменяются значения диэлектрической проницаемости и показателя преломления в ряде систем при определенных соотношениях между компонентами можно получить качественно новое сочетание свойств. Например, в твердых растворах GaAs1-yPy и AlxGa1-xAs сочетаются достаточно широкая запрещенная зона и высокий квантовый выход межзонной излучательной рекомбинации. На основе тройных и четверных твердых растворов соединений AIIIBVсоздаются гетеропереходы (см. ГЕТЕРОПЕРЕХОД) и приборы на их основе.

Полупроводниковые соединения A II B VI

К соединениям AIIBVI относят халькогениды цинка, кадмия и ртути. Среди них выделяют сульфиды, селениды и теллуриды. Оксиды указанных металлов в эту группу полупроводниковых соединений не входят (см. Оксидные полупроводники (см. ОКСИДНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКИ)). Соединения AIIBVI являются алмазоподобными полупроводниками и кристаллизуются в структуре сфалерита или вюрцита. CdS, CdSe, CdTe, ZnS могут существовать как в кубической структуре сфалерита, так и в гексагональной структуре вюрцита.

Химическая связь носит смешанный ковалентно-ионный характер. Ионная составляющая связи в этих соединениях достигает 45—70%. Большая доля ионной составляющей связи в соединениях AIIBVI по сравнению с полупроводниками AIIIBV обусловлена большими различиями в электроотрицательности (см. ЭЛЕКТРООТРИЦАТЕЛЬНОСТЬ) элементов, образующих соединение. Это приводит к большим значениям ширины запрещенной зоны и более низким значениям подвижности носителей заряда в рядах изоэлектронных аналогов (см. ИЗОЭЛЕКТРОННЫЕ АНАЛОГИ). С ростом средней атомной массы во всех трех гомологичных рядах закономерно уменьшается ширина запрещенной зоны и температура плавления соединений. В ряду халькогенидов сульфиды — селениды — теллуриды уменьшается температура плавления, ширина запрещенной зоны, удельное сопротивление, подвижность носителей заряда возрастает.

Один из основных механизмов образования фаз переменного состава на основе этих соединений (особенно в случае соединений с большой шириной запрещенной зоны) состоит в том, что избыточные атомы компонентов располагаются в узлах своей подрешетки, а в другой подрешетке возникают вакансии, образуются растворы вычитания (см. твердые растворы (см. ТВЕРДЫЕ РАСТВОРЫ)). Удельное сопротивление и тип проводимости в этих соединениях определяются не столько легирующими примесями, сколько характерными для них структурными дефектами, связанными с отклонением их состава от стехиометрического. Избыток металлической составляющей обуславливает электронную проводимость, избыток халькогенов — дырочную.

Большинство соединений AIIBVI относится к технологически трудным материалам. Высокие температуры плавления и большие значения упругости пара составляющих компонентов затрудняют получение совершенных монокристаллов. Поликристаллические халькогениды обычно получают путем их осаждения из растворов (ZnS, CdS,CdSe) или сплавлением исходных компонентов (ZnSe, ZnTe, CdTe), монокристаллические — направленной кристаллизацией, сплавлением компонентов или выращиванием из расплава или с помощью химических реакций в газовой фазе.

Халькогениды обладают высокой чувствительностью к излучению в области от инфракрасной до рентгеновской. У них достаточно сильно проявляются фоторезистивные и люминесцентные свойства, некоторые их них обладают пьезоэлектрическим эффектом.

Монокристаллы ZnS и спеченные поликристаллические блоки обладают высокой прозрачностью в области ИК-спектра, и используются в качестве входных окон и линз в оптико-электронных устройствах. Наличие пьезоэлектрического эффекта у пленок ZnS позволило применять их в некоторых акустических устройствах. Сульфид цинка (ZnS) и сульфид цинка-кадмия ZnXCd1-XS используются для изготовления квантоскопов голубого и синего цвета излучения, квантоскопов и приемников УФ-излучения.

Селенид цинка ZnSe проявляет фоторезистивные, фото- и электролюминесцентные свойства, имеет высокую прозрачность в ИК-области. Оптическую керамику на основе ZnSe применяют для изготовления входных окон и линз в оптико-электронных устройствах. Теллурид цинка ZnTe обладает электролюминесцентными и фоторезистивными свойствами.

Наилучшие солнечные элементы на основе CdTe включают гетеропереход с CdS в качестве оконного слоя. Оксид олова используется как прозрачный контакт и просветляющее покрытие. p-i-n-структуры с гетеропереходом CdTe/ZnTe обладают высокой подвижностью носителей заряда, а солнечные элементы на их основе — высокими значениями КПД, от 10 до 16%.

Теллурид кадмия (CdTe) и теллурид цинка-кадмия (CdZnTe) используются для изготовления электрооптических модуляторов, приемников радиационного и ИК-излучения и других оптических элементов ИК-оптических систем. Селенид кадмия, сульфид и сульфоселенид кадмия используются для изготовления преобразователей длин волн лазерного излучения, квантоскопов красного, оранжевого, желтого и зеленого цвета излучения. монокристалл кристализация полупроводниковое соединение

Полупроводниковые соединения A IV B VI

Соединения этого класса кристаллизуются либо в кубической структуре типа NaCl (PbS, PbSe, PbTe, SnTe, высокотемпературная модификация GeTe), либо в орторомбической структуре, которую можно рассматривать как деформированную решетку типа NaCl (GeS, GeSe, низкотемпературная модификация GeTe, SnS, SnSe). Связи между атомами в соединениях этого типа смешанные ионно-ковалентные.

Основное применение в полупроводниковом приборостроении имеют кристаллы халькогенидов свинца PbS, PbSe, PbTe. Это узкозонные полупроводники, ширина запрещенной зоны составляет, соответственно для PbS, PbSe, PbTe — 0,39, 0,27 и 0,32 эВ. Электрофизические свойства халькогенидов свинца сильно зависят от степени отклонения от стехиометрии: при избытке атомов свинца кристаллы имеют n-тип проводимости, при избытке халькогена — р-тип проводимости. Атомы элементов I группы (Na, Cu, Ag), замещают свинец и являются акцепторами, атомы трехвалентных металлов, заменяя свинец, являются донорами, донорами в этих материалах являются атомы галогенов.

Энергетические уровни большинства примесей в халькогенидах свинца сливаются с краем соответствующей зоны, поэтому концентрация носителей заряда в них практически не зависит от температуры, вплоть до наступления собственной электропроводности.

Тонкие пленки и поликристаллические слои халькогенидов свинца обладают высокой фоточувствительностью в далекой ИК-области спектра. Благодаря хорошим фотоэлектрическим свойствам халькогениды свинца используются для изготовления фоторезисторов и применяются в качестве детекторов ИК-излучения. Тонкопленочные детекторы на основе сульфида свинца работают в спектральном интервале 0,6—3 мкм и интервале температур 77—350 К в зависимости от предъявляемых требований и особенностей их применения. В список наиболее распространенных областей применения ИК-фотоприемников на основе сульфида свинца (PbS) входят звездные, спектрографические датчики, медицинские, исследовательские инструменты, сортирующие, счетные, контролирующие приборы, регистраторы пламени, системы определения положения тепловых источников, управление ракетами, следящие системы, исследования в области летательных аппаратов, измерение мощности в лазерных системах.

При низких температурах в халькогенидах свинца возможна эффективная излучательная рекомбинация, что позволяет создавать на их основе лазеры инжекционного типа. Халькогениды свинца широко используются в инфракрасной оптоэлектронике, в основном для изготовления лазеров и светодиодов, работающих в среднем и дальнем ИК-диапазонах. Кроме этого, халькогениды свинца обладают благоприятным сочетанием свойств для изготовления термоэлектрических генераторов. Твердые растворы на основе халькогенида свинца используются для изготовления фотоприемников с высокой спектральной чувствительностью в диапазоне 8—14 мкм. Халькогениды свинца относятся к числу хорошо известных перспективных термоэлектрических материалов, работающих в области средних температур (600 — 900 К). В последние годы интерес к этим материалам возрос в связи с возможностью значительного увеличения термоэлектрической добротности в тонкопленочных структурах на основе халькогенидов свинца.

Тройные полупроводниковые соединения

Химические связи в тройных полупроводниковых соединениях, так же как и в двойных, носят смешанный коваленто-ионный или ковалентно-ионно-металлический характер. Специфика связей обусловлена наличием атомов трех сортов. Тройные полупроводниковые соединения могут быть разделены на одноанионные (двухкатионные) и двуханионные (однокатионные). Примером одноанионных соединений могут служить соединения типа AIIBIVCV2, AIBIV2CV3 .двуханионных — AII2BVCVII, AIII2BIVCIV.

Тройные полупроводниковые соединения образуются при возникновении sp3-гибридных связей и характеризуются тетраэдрическим расположением атомов в пространстве. Кристаллизуются в структуру сфалерита, вюрцита, халькопирита, но в одной из подрешеток содержатся атомы двух сортов, размещенные либо упорядоченно, либо неупорядоченно. В случае неупорядоченного размещения атомов двух сортов в соответствующей решетке возникает структура сфалерита или вюрцита, в случае упорядоченного размещения кубическая решетка испытывает тетрагональное искажение и возникает структура халькопирита (антихалькопирита), которую можно рассматривать как удвоенную вдоль оси с в направлении ячейку сфалерита.

Однако в полупроводниковом приборостроении лишь ограниченное количество тройных полупроводниковых соединений находит применение.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Роль полупроводников в микро- и оптоэлектронике. Классификация полупроводниковых материалов. Диапазон электрических параметров различных полупроводников. Особые физико-химические свойства кремния. Применение германия в полупроводниковых приборах.

контрольная работа [1,0 M], добавлен 15.12.2015

Электрофизические свойства полупроводниковых материалов, их применение для изготовления полупроводниковых приборов и устройств микроэлектроники. Основы зонной теории твердого тела. Энергетические зоны полупроводников. Физические основы наноэлектроники.

курсовая работа [3,1 M], добавлен 28.03.2016

Основные свойства материалов. Обзор современного состояния производства полупроводниковых соединений. Расчет легирования кристалла. Технологический процесс выращивания монокристаллического фосфида галлия марки ФГДЦЧ-5-17. Допущения Пфанна и Боомгардта.

курсовая работа [1,2 M], добавлен 02.04.2014

Технологический маршрут производства полупроводниковых компонентов. Изготовление полупроводниковых пластин. Установка кристаллов в кристаллодержатели. Сборка и герметизация полупроводниковых приборов. Проверка качества и электрических характеристик.

курсовая работа [3,0 M], добавлен 24.11.2013

Анализ технологии изготовления плат полупроводниковых интегральных микросхем – такого рода микросхем, элементы которых выполнены в приповерхностном слое полупроводниковой подложки. Характеристика монокристаллического кремния. Выращивание монокристаллов.

курсовая работа [2,0 M], добавлен 03.12.2010

Разработка прибора, предназначенного для изучения полупроводниковых диодов. Классификация полупроводниковых диодов, характеристика их видов. Принципиальная схема лабораторного стенда по изучению вольтамперных характеристик полупроводниковых диодов.

курсовая работа [1,2 M], добавлен 20.11.2013

Эксплуатация полупроводниковых преобразователей и устройств: недостатки полупроводниковых приборов, виды защит. Статические преобразователи электроэнергии: трансформаторы. Назначение, классификация, виды, конструкция. Работа трансформатора под нагрузкой.

Чем отличается собственная проводимость от примесной?

Введение примесей в полупроводник приводит к появлению примесной электропроводимости, возникающей в результате ионизации атомов примесей. В отличии от собственной проводимости примесная электропроводность образуется благодаря наличию носителей заряда только одного знака (электронов в полупроводниках n-типа и дырок в полупроводниках p-типа).

Какими методами получают монокристаллические полупроводники?

Монокристаллический полупроводник кремний получают с использованием следующих методов: безтигельной зонной плавки, вытягиванием из расплава (метод Чохральского), гарнисажной плавки.

Что представляют собой сложные полупроводниковые соединения?

Структура сложных полупроводников образована атомами различных химических элементов. К этой группе относят твердые растворы и химические соединения типа A B, где верхние индексы m и n обозначают номер группы Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, а нижнее x и y – число атомов этого элемента в соединении.

Каковы основные электрические свойства диэлектриков?

Основные электрические свойства диэлектриков: поляризация, электропроводность, диэлектричекие потери и пробой.

Какие диэлектрики относятся к органическим?

К органическим диэлектрикам относятся материалы, в составе которых находится углерод. В качестве органических диэлектриков в промышленности применяют как природные, так и синтетические полимеры, которые получают методом химического синтеза. Часто их называют смолами.

Какими свойствами обладают термопластичные и термореактивные диэлектрики?

Термопластичные материалы (термопласты) характеризуются тем, что нагревание до температуры, соответствующей пластическому состоянию, не вызывают необратимых изменений их свойств. Они тверды при достаточно низких температурах, но при нагревании становятся пластичными и легко деформируются.

В термореактивных (термоотверждающихся) материалах при достаточной выдержке при высокой температуре происходят необратимые процессы. В результате которых они теряют способность плавится и растворяться, становясь твердыми и механически прочными.

Из чего состоят пластмассы?

Пластические массы (пластмассы) объединяют группу твердых или упругих материалов, которые состоят полностью или частично из полимерных соединений и формируются в изделия методами, основанными на использовании их пластических деформаций.

Какие диэлектрические материалы называются пленочными?

Пленочными считаются материалы, у которых толщина значительно меньше длины. Пленки представляют собой ценный диэлектрический материал благодаря повышенной электрической прочности, достаточной механической прочности и малой толщине. Во многих случаях существенное значение имеет высокая влагостойкость.

Что является сырьем для синтетических каучуков?

Сырьем для синтетических каучуков (СК) служит спирт, попутные продукты нефтедобычи, природного газа и нефтепереработки. Наиболее близкими по свойствам к натуральному каучуку являются синтетические каучуки углеводородного состава: бутадиеновый (СКБ), бутадиенстирольный (СКС), бутилкаучук. В промышленности синтезируют изопреновый (СКИ), полихлоропреновый, полисилоксановый каучуки. Синтетические каучуки подразделяются на каучуки общего и специального назначения.

Какими свойствами обладает резина?

Резине свойственна хорошая вибростойкость, высокая эластичность, повышенная химическая стойкость, достаточная механическая прочность, хорошие электроизоляционные характеристики, устойчивость к износу. Она хорошо сочетается в эксплуатации с такими материалами, как ткань, асбест.

К недостаткам резины относятся: низкая нагревостойкость; плохая стойкость к действию нефтяных масел и других неполярных жидкостей (бензина, бензола и др.); неустойчивость к воздействию света, особенно ультрафиолетового; в присутствии озона быстро стареет и трескается.

Чем отличаются друг от друга лаки, эмали и компаунды?

Компаунды представляют собой механические смеси из электроизоляционных материалов, не содержащие растворителей. По сравнению с лаками компаунды обеспечивают лучшую влагостойкость и влагопроницаемость изоляции, т. к. при охлаждении после пропитки полностью затвердевают без следов испаряющегося растворителя; повышение мощности аппарата за счет лучшего отвода тепла. В исходном состоянии компаунды могут быть жидкими или твердыми.

Как подразделяются флюсы по действию на соединяемые поверхности?

Флюсы являются вспомогательными материалами для получения качественной и надежной пайки. По действию на соединяемые поверхности флюсы подразделяются на активные (кислотные), бескислотные, активированные и антикоррозионные.

Где используют стекла, ситаллы и керамику?

По применении в радиоэлектронике различают электровакуумные стекла, изоляторные стекла, стеклоэмали, стекловолокно и стекловоды. Свойства ситаллов позволяют применять их для различных приборов электронной техники, работающих в широком диапазоне температур. Из керамики в зависимости от назначения изготавливают радиотехнические керамические материалы следующих типов: конденсаторная керамика (высокочастотная и низкочастотная), установочная керамика (высокочастотная и низкочастотная).

Каковы достоинства и недостатки минеральных электроизоляционных масел?

Они сравнительно дешевы и могут производится в больших количествах, при хорошей очистке имеют малый тангенс угла диэлектрических потерь tgδ, обладают достаточно высокой электрической прочностью. К недостаткам следует отнести ограниченный интервал рабочих температур, пожаро- и взрывоопасность, склонность к старению.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Сложные полупроводники

Простые полупроводники не всегда отвечают требованиям современного производства полупроводниковых приборов. Для создания материалов с различными свойствами широко используют сложные неорганические и органические полупроводниковые соединения. Структура сложных полупроводников образована атомами различных химических элементов. К этой іруппе относят твердые растворы и химические соединения типа А'»В», где верхние индексы

т и п обозначают номер группы периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, а нижние х и у — число атомов этого элемента в соединении.

Наиболее широкое применение нашли неорганические кристаллические полупроводники.

Сложные полупроводники Alv В1′

Единственным двойным соединением элементов IV группы периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева в твердой фазе является соединение кремния с углеродом — карбид кремния SiC. Карбид кремния в природе встречается крайне редко и в ограниченных количествах.

Поликристалличсский карбид кремния получают в электрических печах восстановлением двуокиси кремния углеродом согласно уравнению:

SiO₂ + ЗС = SiC + 2СО.

Поликристалличсский карбид кремния используют для выращивания монокристаллов и получения порошка SiC в процессе дробления.

Карбид кремния обладает следующими свойствами. Существует в двух модификациях: кубической р-SiC и гексагональной а-SiC. Низкотемпературная кубическая модификация P-SiC с плотностью D = 3,1 г/см 3 устойчива до температур 2 000-2 100 °С. Высокотемпературная гексагональная модификация a-SiC с плотностью D = 3,2 г/см’ образуется при высоких температурах и имеет большое число разновидностей, которые называют политипами. Все политипы имеют постоянную решетки а = 0,3078 нм, но отличаются размещением атомов кремния в кристаллической решетке и их чередованием. В полупроводниковом производстве получил применение лишь а-карбид кремния.

Кристаллы a-SiC получают методом сублимации, при котором кристаллы выращивают из газовой фазы в графитовых тиглях в атмосфере инертного газа при температуре 2500 °С. В результате получают монокристаллы обоих типов электропроводности размером до 30 мм с остаточной концентрацией неконтролируемых примесей до 10 22 м

В состав карбида кремния стехиометрического состава входит 70 % кремния и 30 % углерода. Избыток кремния приводит к электронному типу проводимости, а избыток углерода — к дырочному.

Примеси в карбиде кремния могут быть чужеродными, т.е. включениями в кристаллическую решетку карбида кремния чужеродных элементов, и соб ственными, которые являются превышением того или иного компонента над стехиометрическим составом.

Для получения карбида кремния с электронной электропроводимостью в качестве легирующей примеси используют элементы V группы Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева (азот, фосфор, мышьяк, сурьму, висмут). Эти примеси окрашивают карбид кремния в зеленый цвет.

Кристаллы карбида с дырочной электропроводностью выращивают при легировании элементами II группы (бор, алюминий, галлий, индий) и III группы (кальций, магний) Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, которые дают черную окраску. Чистый карбид кремния стехиометрического состава бесцветен. Кристаллы карбида кремния имеют незначительные размеры. Площадь наиболее крупных кристаллов от 10 до 80 мм 2 . Молекулярная масса т = 40,16.

По типу химической связи относится к ковалентным кристаллам. Ионная связь не превышает 10. 12 %.

Карбид кремния имеет довольно сложную структуру энергетических зон. Для различных политипов ос-модификации ширина запретной зоны &W=2,72. 3,34 эВ. Такое большое значение ширины запретной зоны позволяет создавать на основе карбида кремния полупроводниковые приборы, которые сохраняют работоспособность при температурах до 700 °С. Эти приборы необходимы для контроля высокотемпературных процессов в доменных печах, реактивных турбинах и др.

Собственная электропроводность карбида кремния из-за большой ширины запретной зоны наблюдается начиная с температуры 1400 °С.

Подвижность носителей заряда в карбиде кремния низкая, для электронов не превышает р„ = 0,1 м 2 /(В-с) и для дырок ц,, = 0,02 м 2 /(В-с).

Благодаря очень большой энергии связи атомов карбид кремния обладает исключительно высокой прочностью, по твердости он немного уступает алмазу.

Карбид кремния обладает высокой химической стойкостью. При комнатной температуре вступает в реакцию только с расплавленной ортофосфорной кислотой и смесью азотной и плавиковой кислот, а также с расплавленными щелочами, которые используют в качестве травителей; в качестве травителей используют также расплавы солей Na₂C0₃, К₂СО₃, Na₂O₂.

При температуре около 100 °С карбид кремния реагирует с хлором. Окисление карбида кремния происходит только при температуре более 800 °С. Диффузию примесей в карбид кремния ведут в закрытом объеме при температуре 1800. 2200 °С. Вводя методом диффузии различные акцепторные примеси, создают инжекционные светодиоды, максимум излучения которых находится в различных частях видимой области спектра. Важнейшим и широко используемым свойством карбида кремния является его способность к люминесценции в видимой части спектра.

Карбид кремния благодаря высокой твердости используют для механической обработки различных материалов. Из смеси порошка карбида кремния, элементарного кремния и углерода обжигом в атмосфере азота получают силит, который применяют для изготовления высокотемпературных нагревателей. Карбид кремния применяют также для серийного выпуска варисторов (нелинейных сопротивлений), световодов, выпрямительных и туннельных диодов.

На основе карбида кремния получают различные материалы. Например, при обжиге карбида кремния с глинистой связкой получают нелинейный материал тирит, а при обжиге его с ультрафарфоровой связкой получают нелинейный материал лэтин.

3,4.2, Сложные полупроводники типа A H, B V

Сложные полупроводники типа A UI B V представляют собой химические соединения металлов III группы Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева (бор, индий, галлий, алюминий) с элементами V группы (азот, фосфор, сурьма, мышьяк).

Все полупроводниковые соединения этого типа имеют структуру типа цинковой обманки или сфалерита. Такая структура аналогична кристаллической решетке кремния и германия, в которой каждый атом связан с четырьмя другими атомами ковалентными связями. Отличие состоит в том, что в узлах кристаллической решетки соединений A ,n B v находятся не нейтральные атомы, а поочередно расположенные положительно заряженные ионы B v и отрицательно заряженные ионы А 111 . Такой вид связи называют донорно-акцепторным.

Температура плавления соединений A IU B V выше температуры плавления исходных элементов, за исключением антимонида индия.

По поведению при нагревании соединения делят на неразлагающиеся и разлагающиеся. К неразлагающимся относятся антимониды. Остальные соединения A HI B V при нагревании разлагаются с интенсивным испарением летучих компонентов В 4 . Поэтому пар над расплавами фосфоридов и арсенидов состоит только из компонентов B v — фосфора или мышьяка.

Ширина запретной зоны AW измеряется в широких пределах: от 0,18 эВ для антимонидов до 2,45 эВ для фосфида алюминия.

Высокая подвижность электронов позволяет создавать на основе соединений A ni B v высокочастотные полупроводниковые приборы.

В широком интервале длин волн, включая видимую и инфракрасную области спектра, ярко проявляются оптические свойства: поглощение электромагнитного излучения, фотопроводимость, самопроизвольное и вынужденное излучение.

Важнейшие свойства в основном определяются типом и количеством примеси. Но в отличие от простых полупроводников, для полупроводниковых соединений гораздо труднее предсказать, не обращаясь к опытным данным, какова роль той или иной примеси.

По сравнению с технологией простых полупроводников процесс сложных полупроводниковых соединений включает в себя дополнительную операцию прямого и косвенного синтеза соединений из исходных элементов.

Прямой синтез состоит в том, что исходные вещества используют в элементарном виде. Методом прямого синтеза получают неразлагающиеся соединения — антимониды.

При косвенном синтезе хотя бы одно из исходных веществ используют в виде его химического соединения.

В полупроводниковом производстве широко используют эпитаксиальные слои соединений A n, B v . Преимуществом эпитаксиальных методов является возможность получения многослойных структур и простота управления процессом роста эпитаксиальных слоев.

Арсенид галлия GaAs занимает среди соединений A ,H B V особое место. Он обладает следующими свойствами: кристаллизуется в структуру сфалерита; молекулярная масса т = 164,63; плотность D = 5,4 г/см3; плотность жидкого арсенида галлия D = 5,9 г/см3; ширина запретной зоны АIV = 1,4 эВ; подвижность электронов при температуре 300 К = 0,85 м 2 /(Вс); температура плавления стехиометрического состава Т_пл « 1237 °С при давлении паров мышьяка примерно 760 мм рт. ст.; показатель преломления 3,2; диэлектрическая проницаемость є = 11,1; рабочая температура р-л-переходов, изготовленных на основе арсенида галлия, достигает Т_раб = 400 °С; при комнатной температуре нс взаимодействует с водой; при нагревании до температуры 300 °С нс окисляется кислородом воздуха; при комнатной температуре взаимодействует с кислотами с выделением сильно токсичного вещества арсина AsH₃.

Растворимость увеличивается в смесях кислот: при комнатной температуре растворимость арсенида галлия в растворах соляной кислоты в широком диапазоне концентраций составляет 2-Ю’ 5 мг/(см 2 ч), в смеси азотной и соляной кислот с водой в соотношении 1:1:1 она возрастает до 60 мг/(см 2 ч), а в смеси азотной и плавиковой равна 1200 мг/(см’-ч). Наибольшее влияние на электрические свойства арсенида галлия оказывают кремний и медь. Кремний замещает атомы галлия в решетке арсенида галлия в результате взаимодействия галлия с кварцем при термических процессах. При высоких концентрациях (от 2-Ю 18 до 1-Ю 20 см’ 3 ) кремний в арсениде галлия является электрически нейтральной примесью. Медь переходит в арсенид галлия из тиглей, лодочек и трубок, используемых при получении монокристаллов, и резко снижает подвижность электронов.

Нелегированный арсенид галлия имеет электронный тип проводимости с концентрацией носителей заряда п = 5-Ю 15 см’ 3 и подвижностью электронов ц„ = 8000 м7(В с). При легировании цинком образуется арсенид галлия дырочного типа проводимости с концентрацией носителей заряда 1О |7 . Ю 20 см’ 3 и подвижностью дырок р_;, = 200 м 2 /(В с). Для получения арсенида галлия с высоким удельным электрическим сопротивлением (от р = 10 4 до 10 9 Ом-см) расплав легируют железом или хромом до концентрации носителей заряда п = К) 17 см’ 3 .

Арсенид галлия общего применения выпускают в виде монокристаллических слитков диаметром 12 мм, которые получают методом Чохральского. Эти слитки применяют для изготовления полупроводниковых приборов. Арсенид галлия монокристаллический получают методом Чохральского и применяют для выращивания эпитаксиальных структур. Арсенид галлия является основным материалом для производства полупроводниковых лазеров с длиной волны излучения 0,83. 0,92 мкм. Его широко используют для изготовления туннельных диодов, генераторов СВЧ-колебаний с частотой генерации до 100 ГГц, первичных преобразователей света, датчиков низких температур, а также при изготовлении некоторых типов интегральных микросхем.

Антимонид галлия GaSb относится к материалам с признаками несте-хиомстричсской природы соединения, так как технологическими приемами концентрацию акцепторной примеси в нем не удается снизить меньше, чем на 1,5-10 23 м’ 3 . Антимонид галлия обладает следующими свойствами: кристаллизуется в кубическую гранецентрированную решетку; молекулярная масса т = 191,48; постоянная решетки 0,6 нм; плотность D = 5,61 г/см’ 3 ; температура плавления Т„„ = 712 °С; диэлектрическая проницаемость ? = 14,8; показатель преломления 3,9; ширина запретной зоны при температуре 300 К АIV = 0,67. 0,72 эВ; подвижность электронов при температуре 300 °С ц„ = 0,4 м 2 /(В-с)[6,9].

Антимонид галлия чрезвычайно чувствителен к механическим напряжениям. При воздействии давления 4-Ю 8 Па удельное электрическое сопротивление «чистого» антимонида галлия увеличивается в 2 раза. При таком же давле нии, приложенном к арсениду галлия и фосфиду индия, их удельное электрическое сопротивление меняется лишь на 3 %.

Монокристаллические слитки антимонида галлия получают из поликри-сталлического материала стехиометрического состава выращиванием из расплава. Благодаря высокой чувствительности к деформациям антимонид галлия применяют для изготовления тензометров. Он находит применение в производстве туннельных диодов и микроволновых детекторов. Фосфид галлия GaP относится к полупроводникам с непрямыми переходами. Длина волны его электромагнитного излучения зависит от энергетических уровней центров излучательной рекомбинации. Для светодиодов из фосфида галлия, испускающих красное свечение, такие уровни создают легированием цинком и кислородом или кадмием и кислородом. Свечение в зеленой области получают при легировании фосфида галлия азотом, который можно ввести в фосфид галлия в большом количестве без изменения концентрации свободных носителей заряда.

Фосфид галлия обладает следующими свойствами: кристаллизуется в структуру сфалерита; параметр решетки 0,54 нм; молекулярная масса т = 100,7; плотность в твердом состоянии D = 4,1 г/см 3 , в жидком — D = 4,6 г/см 3 ; температура плавления стехиометрического состава при давлении паров фосфора Р » 2,8-10 6 Па Т„._л = 1500 °С; рабочая температура р-п-перехода Трав = 500 °С; ширина запретной зоны ДIV = 2,24 эВ.

Нелегированные кристаллы обладают дырочной электропроводностью; в качестве основного акцептора используют цинк, в качестве донорных примесей — теллур и серу. Вследствие большой ширины запретной зоны фосфид галлия отличается высокой химической стойкостью, стоек на воздухе при наїревании до температуры 700. 800 °С, с кислородом и водяным паром при обычных условиях не реагирует, устойчив ко многим кислотным растворам. Скорость растворения в концентрированной азотной кислоте при комнатной температуре 0,16 мг/(см 2 -ч), в соляной кислоте 0,01 мг/(см 2 ч), в смеси азотной и соляной кислот, взятых в соотношении 1:3, — 7,8 мг/(см»-ч). Более высокая скорость растворения наблюдается в плавиковой кислоте и смесях кислот с ее участием, а также в царской водке. При взаимодействии с кислотами выделяется очень токсичное вещество фосфин РНз. Фосфид галлия устойчив к щелочным растворам. Фосфид галлия поликристаллический получают в результате синтеза исходных веществ в двухзонной печи при температуре 1500 °С. Полученное вещество представляет собой мелкозернистые кристаллы серого цвета, прозрачные на просвет при толщине 20 мм. Поликристаллический фосфид галлия выпускается в виде слитков длиной 50 мм и шайб диаметром

38 мм и толщиной от 0,5 до 50 мм. Поликристаллические слитки имеют электронный тип проводимости, концентрацию носителей зарядов 5-Ю 17 см’ 3 и подвижность до 60 м 2 /(Вс).

Поликристаллический фосфид галлия служит исходным материалом для получения монокристаллического материала.

Фосфид галлия монокристаллический получают методом Чохральского из-под слоя флюса. Полученное вещество представляет собой дендритные пластины с размерами 5х5х1,5 мм электронного и дырочного типа проводимости.

Вследствие большой ширины запретной зоны излучательные переходы в фосфиде галлия приходятся на видимую часть спектра, что определяет основную область их применения — производство светодиодов. Благодаря большой термо- и радиационной стойкости фосфид галлия применяют для изготовления солнечных батарей. Подложки из полуизолирующего фосфида галлия используют для получения гетероэпитаксиальных (по-разному ориентированных) слоев.

Арсенид индия InAs по свойствам аналогичен антимониду индия. Он обладает следующими свойствами: кристаллизуется в кубическую гранеценгри-рованную решетку; молекулярная масса т = 189,67; параметр решетки а = 0,6 нм; плотность D = 5,56 г/см 3 ; температура плавления Т_т = 943 °С; показатель преломления 3,9; микротвсрдость 4-Ю 9 Н/м 2 ; диэлектрическая проницаемость є = 14; ширина запретной зоны при температуре 300 К A3V = 0,36 эВ; подвижность электронов р„ = 3,3 м 2 /(В с); подвижность дырок ц_;, = 0,046 м 2 /(В с). Наиболее чистый арсенид индия имеет концентрацию электронов л, = 2-Ю 2 ‘ м’ 3 . Давление паров в точке плавления Р = 0,3-10 5 Па не создает технологических трудностей.

Монокристаллические слитки арсенида индия получают методом Чохральского или горизонтальной направленной кристаллизацией.

Арсенид индия применяют для изготовления датчиков Холла, фотодиодов, лазеров, а также приборов с гальваномагнитными эффектами.

Антимонид индия InSb является наиболее изученным из всех соединений A°’BV, что объясняется простотой его получения. Он обладает следующими свойствами: кристаллизуется в кубическую гранецентрированную решетку; постоянная решетки 0,64 нм; молекулярная масса т = 263,58; плотность D = 5,77 г/см 3 ; температура плавления Т_т = 525 °С; показатель преломления 3,75; микротвердость 2,5-10 9 Н/м 2 .

Из-за малой ширины запретной зоны AIV= 0,18 эВ при температуре ниже комнатной антимонид индия становится вырожденным полупроводником.

По этой же причине электропроводность антимонида индия при комнатной температуре становится не примесной, а собственной.

Подвижность электронов превышает при низких температурах 10 м 2 /(В с); фотопроводимость охватывает область, которая лежит в инфракрасной части спектра с максимумом фотопроводности, соответствующем длине волны 6,7 мкм.

Получают антимонид индия сплавлением в атмосфере водорода в стехиометрическом соотношении высокочистых индия и сурьмы. Затем выращивают монокристаллические слитки методом Чохральского с последующей очисткой методом зонной плавки. Промышленность выпускает монокристаллический антимонид индия в виде слитков и пластин с электронной и дырочной электропроводностью с концентрацией носителей заряда 1020. 1024 м Для легирования используют теллур, цинк, германий. Антимонид индия применяют для изготовления датчиков Холла, оптических фильтров и термоэлектрических генераторов и холодильников. Очень высокую фоточувствительность антимонида индия используют для изготовления детекторов длинноволнового инфракрасного излучения (при охлаждении до 1,5 К), а также фоторезисторов.

Фосфид индия InP относится к полупроводниковым структурам А П| В получение которых связано с технологическими трудностями. Он обладает следующими свойствами: температура плавления Г_|1Л = 1062 °С; концентрация электронов в наиболее чистом фосфиде индия п = 1021 м 3 ; ширина запретной зоны AVV = 1,29 эВ; диэлектрическая проницаемость є = 14. Технологические трудности выращивания монокристаллов фосфида индия связаны с высоким давлением паров (Р = 21-10 5 Па) в точке плавления. Применяют фосфид индия для изготовления лазеров.