2 hüvelykes Ge szubsztrátok szállítójaként gyakran kérdeznek tőlem ezeknek a speciális anyagoknak az elektromos vezetőképességéről. A germánium (Ge) egy jól ismert félvezető anyag, amely egyedülálló elektromos tulajdonságokkal rendelkezik, és vezetőképességének megértése egy 2 hüvelykes hordozó kontextusában kulcsfontosságú különféle alkalmazásokhoz.
A germánium, mint félvezető megértése
A germánium a periódusos rendszer IV. csoportjába tartozó elem. Gyémántszerű kristályszerkezete van, ami félvezető tulajdonságokat ad neki. A félvezetők elektromos vezetőképessége a vezetők (például fémek) és a szigetelők (például kerámiák) között van. Az olyan félvezetők vezetőképessége, mint a Ge, nagymértékben függ olyan tényezőktől, mint a hőmérséklet, az adalékkoncentráció és a kristályminőség.
A germánium tiszta formájában belső félvezető. Abszolút nulla hőmérsékleten a germániumban lévő összes vegyértékelektron szorosan kötődik az atomjához, és nincsenek szabad töltéshordozók (elektronok vagy lyukak), így a vezetőképesség nulla. A hőmérséklet emelkedésével egyes vegyértékelektronok elegendő energiát nyernek ahhoz, hogy megszabaduljanak kovalens kötéseiktől, és elektron-lyuk párokat hoznak létre. Ezek a szabad elektronok és lyukak elektromos tér hatására mozoghatnak, hozzájárulva az elektromos vezetéshez.
A germánium belső hordozókoncentrációja ((n_i)) szobahőmérsékleten (körülbelül 300 K) körülbelül (2,4\x10^{13} cm^{-3}). Egy belső félvezető elektromos vezetőképességét (\sigma) a következő képlet adja meg: (\sigma = n_iq(\mu_e+\mu_h)), ahol (q) az elemi töltés ((q = 1,6\x10^{-19} C)), (\mu_e) az elektronok mobilitása, és (\mu_h). Germánium esetében az elektronok mobilitása (\mu_e\approx3900 cm^{2}/V\cdot s) és a lyukmobilitás (\mu_h\approx1900 cm^{2}/V\cdot s).
A germánium belső vezetőképességének kiszámítása szobahőmérsékleten:
[
\begin{igazítás*}
cisigma&=n_iq(\mu_e + \mu_h)\
&=(2,4\times10^{13} cm^{-3})\times(1,6\times10^{-19} C)\times(3900 + 1900)cm^{2}/V\cdot s\
&=(2,4\times10^{13})\times(1,6\times10^{-19})\times5800 S/cm\
&\kb.2,2\x10^{-2} S/cm
\end{igazítás*}
]
Dopping és hatása az elektromos vezetőképességre
A legtöbb gyakorlati alkalmazásban tiszta germániumot nem használnak, mert vezetőképessége viszonylag alacsony. Ehelyett a germániumot gyakran szennyeződésekkel adalékolják, hogy növeljék vezetőképességét. A doppingolás során kis mennyiségű idegen atomot (III. vagy V. csoportba tartozó elemeket) adnak a germánium kristályrácshoz.
N - típusú dopping
Ha a germániumot V. csoportba tartozó elemekkel, például foszforral (P), arzénnel (As) vagy antimonnal (Sb) adalékolják, ezek az elemek eggyel több vegyértékelektronnal rendelkeznek, mint a germánium. Az extra elektron viszonylag lazán kötődik, és könnyen szabad elektronná válhat. Ez a fajta adalékolás n típusú félvezetőt hoz létre, ahol a töltéshordozók többsége elektronok.
Az n típusú félvezető vezetőképességét elsősorban a donor szennyeződések koncentrációja határozza meg ((N_d)). Az n típusú félvezető vezetőképességének képlete: (\sigma = nq\mu_e), ahol (n\kb. N_d) (a donorok teljes ionizációját feltételezve). Például, ha germániumot adalékolunk (N_d = 1\x10^{16} cm^{-3}), és az elektronmobilitást használjuk (\mu_e = 3900 cm^{2}/V\cdot s):
[
\begin{igazítás*}
\sigma&=nq\mu_e\
&=(1\times10^{16} cm^{-3})\times(1,6\times10^{-19} C)\times3900 cm^{2}/V\cdot s\
&=0,624 S/cm
\end{igazítás*}
]
P - típusú Dopping
Másrészt, ha a germániumot III. csoportba tartozó elemekkel, például bórral (B), alumíniummal (Al) vagy galliummal (Ga) adalékolják, ezek az elemek eggyel kevesebb vegyértékelektronnal rendelkeznek, mint a germánium. Ez lyukakat hoz létre a vegyértéksávban, és a félvezető p-típusúvá válik, ahol a töltéshordozók többsége lyukak. Az ap - típusú félvezető vezetőképességét a (\sigma = pq\mu_h) adja meg, ahol (p) a lyuk koncentrációja, amely az akceptorok teljes ionizációja esetén megközelítőleg megegyezik az akceptor koncentrációval ((N_a)).
Elektromos vezetőképesség 2 hüvelykes Ge szubsztrátumban
Amikor egy 2 hüvelykes Ge hordozóról beszélünk, a hordozó általános elektromos vezetőképességét továbbra is a fent említett tényezők határozzák meg. A hordozó mérete és gyártási folyamata azonban további megfontolásokat vonhat be.
A hordozó 2 hüvelykes átmérője bizonyos felületet és vastagságot jelent. A gyártási folyamat során törekszünk az egyenletes adalékolás és kristályminőség biztosítására a teljes hordozón. Az adalékanyag-koncentráció inhomogenitása vagy a kristályhibák az elektromos vezetőképesség változásához vezethetnek a hordozón.
2 hüvelykes Ge szubsztrátumainkhoz fejlett gyártási technikákat alkalmazunk, hogy kiváló minőségű kristályokat biztosítsunk egyenletes adalékkal. Szubsztrátumainkat gondosan feldolgozzuk, hogy minimalizáljuk a kristályhibákat, például az elmozdulásokat és a halmozási hibákat, amelyek szétszórhatják a töltéshordozókat és csökkenthetik a vezetőképességet.
Alkalmazások és az elektromos vezetőképesség szerepe
A 2 hüvelykes Ge hordozó elektromos vezetőképessége kulcsfontosságú az alkalmazások széles körében.
Fotódetektorok
A fotodetektoros alkalmazásoknál a germánium szubsztrát vezetőképessége befolyásolja az eszköz sebességét és érzékenységét. A nagyobb vezetőképesség gyorsabb töltésgyűjtést tesz lehetővé, ami fontos a nagy sebességű fotodetektáláshoz. A germániumnak magas az infravörös fény elnyelési együtthatója, vezetőképessége pedig az infravörös fotodetektorok teljesítményének optimalizálására hangolható.
Integrált áramkörök
A germániumot a szilícium alternatívájaként kutatják egyes integrált áramköri alkalmazásokban. A germánium hordozó vezetőképessége befolyásolhatja a tranzisztorok és az áramkör egyéb alkatrészeinek teljesítményét. Az adalékolás és ezáltal a vezetőképesség szabályozásával meghatározott elektromos jellemzőkkel rendelkező áramköröket tervezhetünk.
2 hüvelykes Ge szubsztrát kínálatunk
Beszállítóként különféle 2 hüvelykes Ge szubsztrátumokat kínálunk különböző adalékolási szintekkel és elektromos vezetőképességgel, hogy megfeleljünk ügyfeleink változatos igényeinek. Akár nagy vezetőképességű n-típusú hordozóra van szüksége egy nagy sebességű készülékhez, akár ap-típusú, specifikus vezetőképességű hordozóra van szüksége integrált áramköri alkalmazáshoz, mi biztosítjuk Önnek a megfelelő terméket.
A 2 hüvelykes Ge szubsztrátumainkon kívül is szállítunk2 hüvelykes, 4 hüvelykes, 6 hüvelykes és 8 hüvelykes Ge szubsztrát. Aljzataink a legjobb minőségűek, szigorú minőség-ellenőrzési intézkedésekkel a gyártási folyamat során.
Beszerzésért forduljon hozzánk
Ha érdekli 2 hüvelykes Ge szubsztrátjaink, vagy speciális követelményei vannak az elektromos vezetőképességgel kapcsolatban, kérjük, vegye fel velünk a kapcsolatot a beszerzés és a további megbeszélések miatt. Szakértői csapatunk készen áll a segítségére az alkalmazáshoz legmegfelelőbb aljzat kiválasztásában. Kérésre részletes műszaki leírást és mintát is tudunk adni.
Hivatkozások
- Streetman, BG és Banerjee, SK (2006). Szilárdtestű elektronikus eszközök. Prentice Hall.
- Sze, SM (1981). Félvezető eszközök fizikája. Wiley – Interscience.