Physique des semi-conducteurs

Quelle propriété est correcte pour un silicium contenant à la fois 5×10¹⁶ cm⁻³ de donneurs et 2×10¹⁶ cm⁻³ d'accepteurs (température ambiante, tous ionisés) ?

  1. AType p, avec une concentration de trous d'environ 2×10¹⁶ cm⁻³
  2. BType n, avec une concentration d'électrons d'environ 3×10¹⁶ cm⁻³
  3. CType n, avec une concentration d'électrons d'environ 7×10¹⁶ cm⁻³
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Réponse : B. Type n, avec une concentration d'électrons d'environ 3×10¹⁶ cm⁻³

En présence de donneurs et d'accepteurs, ceux-ci se neutralisent mutuellement (compensation) et le type est celui de l'espèce majoritaire. Les donneurs étant plus nombreux, le matériau est de type n, avec une concentration d'électrons égale à la différence, 5×10¹⁶ − 2×10¹⁶ = 3×10¹⁶ cm⁻³. Toutefois, la mobilité est limitée par la diffusion sur les 7×10¹⁶ cm⁻³ d'impuretés ionisées au total, et elle est donc plus faible que dans un matériau non compensé de même concentration d'électrons. La formation des sources et drains dans un caisson inverse aussi le type de conduction par cette compensation (contre-dopage).

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