Простые полупроводники

Простыми называют такие полупроводники, основной состав которых образован атомами одного химического элемента.

Большинство полупроводниковых материалов представляют со­бой кристаллические твердые вещества с упорядоченной периоди­ческой структурой.

Кристаллические вещества состоят из элементарных ячеек (ре­шеток).

Элементарная ячейка представляет собой наименьший объем кристаллического вещества в виде параллелепипеда, перемещая который вдоль трех независимых направлений, можно получить

кристалл.

Простая кубическая элементарная ячейка (рис. 4.8) состоит из атомов, расположенных в вершинах куба. Типичным материалом с такой структурой является хлористый цезий, в решетке которого последовательно чередуются положительные ионы цезия и отрица­тельные ионы хлора.

Если атомы располагаются не только в вершинах куба, но и в середине каждой грани (рис. 4.9), то материал имеет гранецентри-рованную кубическую ячейку (решетку). Типичным материалом с такой структурой являются хлористый натрий (поваренная соль) и алюминий.

Большинство полупроводниковых материалов после кристалли­зации имеют решетку типа алмаза, которая представляет собой мо­дификацию гранецентрированной кубической решетки. В решетке этого типа ребра элементарной ячейки не совпадают с направлени­ями валентных связей. Одна из граней кристалла с решеткой типа алмаза представлена на рис. 4.10.

Монокристаллические вещества обладают анизотропностью, т. е. свойства кристаллов изменяются в зависимости от направления кри­сталлографических осей (см. 1.2). Поэтому при использовании мо­нокристаллических материалов в различных технологических про­цессах иногда необходимо задавать ориентацию кристаллографи­ческих плоскостей.

При производстве полупроводниковых микросхем используют свойства материала в направлении определенных кристаллографи­ческих плоскостей, поэтому резку полупроводниковых слитков про­водят по этим плоскостям.