Sự khác biệt giữa tạp chất của nhà tài trợ và người chấp nhận

Sự khác biệt chính giữa tạp chất của người cho và người nhận là các phần tử trong nhóm V của bảng tuần hoàn thường đóng vai trò là tạp chất của người cho trong khi các phần tử trong nhóm III thường đóng vai trò là tạp chất của người nhận.

Doping là quá trình thêm tạp chất vào chất bán dẫn. Doping rất quan trọng trong việc tăng độ dẫn của chất bán dẫn. Có hai hình thức doping chính, và đó là doping nhà tài trợ và doping chấp nhận. Doping của nhà tài trợ thêm tạp chất cho nhà tài trợ trong khi doping chấp nhận thêm tạp chất cho bên nhận.

NỘI DUNG

1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Tạp chất nhà tài trợ là gì
3. Tạp chất chấp nhận là gì
4. So sánh cạnh nhau - Tạp chất của nhà tài trợ và người chấp nhận ở dạng bảng
5. Tóm tắt

Tạp chất nhà tài trợ là gì?

Tạp chất của nhà tài trợ là các yếu tố được thêm vào một nhà tài trợ để tăng tính dẫn điện của nhà tài trợ đó. Các yếu tố trong nhóm V của bảng tuần hoàn là các tạp chất nhà tài trợ phổ biến. Một nhà tài trợ là một nguyên tử hoặc nhóm các nguyên tử có thể tạo thành các vùng loại n khi được thêm vào một chất bán dẫn. Một ví dụ phổ biến là silicon (Si).

Hình 1: Sự hiện diện của một nhà tài trợ trong mạng silicon

Các nguyên tố nhóm V thường đóng vai trò là tạp chất của nhà tài trợ bao gồm asen (As), phốt pho (P), bismuth (Bi) và antimon (Sb). Các nguyên tố này có năm electron trong lớp vỏ electron ngoài cùng của chúng (có năm electron hóa trị). Khi thêm một trong những nguyên tử này vào một nhà tài trợ như silicon, tạp chất sẽ thay thế nguyên tử silicon, tạo thành bốn liên kết cộng hóa trị. Nhưng, bây giờ có một electron tự do vì có năm electron hóa trị. Do đó, electron này tồn tại dưới dạng electron tự do, làm tăng độ dẫn của chất bán dẫn. Hơn nữa, số lượng nguyên tử tạp chất quyết định số lượng electron tự do có trong nhà tài trợ.

Tạp chất chấp nhận là gì?

Tạp chất chấp nhận là các yếu tố được thêm vào một người chấp nhận để tăng tính dẫn điện của người chấp nhận đó. Các yếu tố trong nhóm III là phổ biến như tạp chất chấp nhận. Các nguyên tố trong nhóm III bao gồm nhôm (Al), boron (B) và gallium (Ga). Một người chấp nhận là một dopant tạo thành các vùng loại p khi được thêm vào một chất bán dẫn. Những nguyên tử này có ba electron hóa trị trong lớp vỏ electron ngoài cùng của chúng.

Hình 2: Sự hiện diện của người chấp nhận trong mạng tinh thể silicon

Khi thêm một trong các nguyên tử tạp chất như nhôm vào chất nhận, nó sẽ thay thế các nguyên tử silicon trong chất bán dẫn. Trước khi bổ sung, nguyên tử silicon có bốn liên kết cộng hóa trị xung quanh nó. Khi nhôm chiếm vị trí của silic, nguyên tử nhôm chỉ tạo thành ba liên kết cộng hóa trị, từ đó dẫn đến thiếu liên kết cộng hóa trị. Điều này tạo ra một điểm trống hoặc một lỗ. Tuy nhiên, những lỗ này rất hữu ích trong việc dẫn điện. Khi số lượng nguyên tử tạp chất thêm vào tăng lên, số lượng lỗ có trong chất bán dẫn cũng tăng. Ngoài ra, lần lượt, làm tăng độ dẫn. Sau khi hoàn thành quá trình pha tạp, chất bán dẫn trở thành chất bán dẫn bên ngoài.

Sự khác biệt giữa tạp chất của nhà tài trợ và người chấp nhận?

Nhà tài trợ vs Chấp nhận tạp chất
Tạp chất nhà tài trợ là các yếu tố được thêm vào một nhà tài trợ để tăng tính dẫn điện của nhà tài trợ đó.	Tạp chất chấp nhận là các yếu tố được thêm vào một người chấp nhận để tăng tính dẫn điện của người chấp nhận đó.
Tạp chất thường gặp
Các yếu tố nhóm V	Các yếu tố nhóm III
Ví dụ về tạp chất
Asen (As), phốt pho (P), bismuth (Bi) và antimon (Sb).	Nhôm (Al), boron (B) và gali (Ga)
Quá trình
Tăng các electron tự do trong chất bán dẫn.	Tăng các lỗ hiện diện trong chất bán dẫn.
Điện tử hóa trị
Nguyên tử có năm electron hóa trị.	Nguyên tử có ba electron hóa trị.
Liên kết hóa trị
Hình thành bốn liên kết cộng hóa trị bên trong chất bán dẫn, để lại electron thứ năm dưới dạng electron tự do.	Hình thành ba liên kết cộng hóa trị bên trong chất bán dẫn, để lại một lỗ mà thiếu liên kết cộng hóa trị.

Tóm tắt - Nhà tài trợ vs Tạp chất chấp nhận

Chất bán dẫn là vật liệu dẫn điện giữa một chất cách điện không phải là chất dẫn điện và kim loại là chất dẫn điện. Các nhà tài trợ và người chấp nhận là các chất dẫn xuất tạo thành các vùng dẫn trong chất bán dẫn. Sự pha tạp của người cho và người nhận là các quá trình làm tăng tính dẫn điện của chất bán dẫn. Sự khác biệt chính giữa tạp chất của người cho và người nhận là các phần tử trong nhóm III của bảng tuần hoàn đóng vai trò là tạp chất của người cho trong khi các phần tử trong nhóm V đóng vai trò là tạp chất của người nhận.

Tài liệu tham khảo:

1. Sự khác biệt giữa tạp chất của nhà tài trợ và người chấp nhận trong chất bán dẫn. Chemistryabout.com, ngày 23 tháng 12 năm 2017, Có sẵn tại đây.
2. Các tạp chất của nhà tài trợ và người chấp nhận trong chất bán dẫn. Có sẵn ở đây.
3. Chấp nhận (Bán dẫn). Wikipedia, Wikimedia Foundation, 3 tháng 3 năm 2018, Có sẵn tại đây.
4. Nhà tài trợ (Bán dẫn). Wikipedia, Wikimedia Foundation, 17 tháng 2 năm 2018, Có sẵn tại đây.

Hình ảnh lịch sự:

1. Người chấp nhận trong mạng lưới Si Do Karolkalna tại Wikipedia tiếng Anh, (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia
2. Nhà tài trợ trong mạng lưới Si Do Karolkalna tại Wikipedia tiếng Anh (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia