Intrinsischer Silizium

Intrinsischer SiliziumBezieht sich auf reines Silizium, das frei von Unreinheiten ist. Es wird in erster Linie zur Herstellung von Isolierschichten oder spezifischen funktionellen Schichten in elektronischen Geräten verwendet, da es gute Leitfähigkeit und Stabilität ist. Bei Raumtemperatur hat intrinsischer Silizium einen hohen Widerstand, aber bei erhöhten Temperaturen, hohen Verunreinigungskonzentrationen oder in Gegenwart von Licht verhält es sich wie ein Halbleiter. Dieses Verhalten resultiert aus der Erzeugung leitfähiger Elektronen und Löcher.

Intrinsischer Silizium ist ein grundlegendes Material, das in integrierten Schaltungen, Solarzellen, LEDs und anderen Anwendungen weit verbreitet ist. Seine äußere elektronische Struktur ähnelt der verschiedenen Elemente und macht sie während des Dopingprozesses chemisch reaktiv, was zur Bildung von Legierungen oder Verunreinigungsergieniveaus führt. Diese Reaktivität ermöglicht die Schaffung von Materialien, die keine Elektrizität leisten, indem sie unterschiedliche Elemente zu intrinsischem Silizium hinzufügen und chemische Reaktionen erleichtern.

In der Chipherstellung wird Dotierung verwendet, um die leitenden Eigenschaften von intrinsischem Silizium zu verändern, um bestimmte Gerätefunktionen zu erfüllen. Durch Doping kann intrinsisches Silizium entweder in Halbleiter vom Typ N-Typ oder P-Typ umgewandelt werden. N-Typ-Halbleiter sind durch Elektronen als Mehrheitsträger gekennzeichnet, während die Halbleiter vom Typ P-Typ als Mehrheitsträger Löcher haben. Der Unterschied in der Leitfähigkeit zwischen diesen beiden Arten von Halbleitern ergibt sich aus den unterschiedlichen Konzentrationen von Elektronen und Löchern, die durch die dotierten Materialien bestimmt werden.

Wenn Halbleiter vom Typ p-Typ und N-Typ angeschlossen sind, wird ein PN-Übergang gebildet, der die Trennung und Bewegung von Elektronen und Löchern ermöglicht. Diese Wechselwirkung ist grundlegend für das Umschalten und Verstärken von Funktionen in elektronischen Geräten. Wenn ein Halbleiter vom N-Typ mit einem P-Typ-Halbleiter in Kontakt kommt, diffundieren freie Elektronen aus dem N-Region in die P-Region, füllen die Löcher und erzeugen ein eingebautes elektrisches Feld, das sich von P bis n erstreckt. Dieses elektrische Feld hemmt die weitere Elektronendiffusion.

Wenn eine Vorwärtsvorspannungsspannung angewendet wird, fließt Strom von der P-Seite zur n-Seite; Umgekehrt wird der Stromfluss bei der umgekehrten Vorspannung fast vollständig blockiert. Dieses Prinzip liegt dem Funktionieren von Dioden zugrunde.

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