化合物半導体
ダイヤモンド半導体で、リンを添加したn型の層の室温での電子の密度が、添加したリンの濃度よりはるかに小さくなる主な理由として正しいものはどれか。
- Aダイヤモンドは間接遷移型の半導体だから
- Bリンのドナー準位が伝導帯から約0.57 eVと深く、室温ではほとんどイオン化しないから
- Cリンはダイヤモンドの中でアクセプタとして働くから
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正解：B. リンのドナー準位が伝導帯から約0.57 eVと深く、室温ではほとんどイオン化しないから
ドナーが電子を出すには、ドナー準位から伝導帯まで電子を熱で持ち上げる必要があります。シリコン中のリンの準位は伝導帯から約0.045 eVと浅く、室温でほぼすべてがイオン化します。ダイヤモンド半導体ではリンの準位が約0.57 eVと深く、室温の熱エネルギー(約0.026 eV)よりはるかに大きいため、ほとんどのリンが電子を出しません。p型のホウ素も約0.37 eVと深めで、ドーピングの難しさがダイヤモンドのデバイス開発の大きな課題になっています。
- A. 間接遷移型かどうかは発光の効率に関わり、キャリアの密度の理由ではありません。
- B. 正しい。準位が深いことが原因です。
- C. リンはダイヤモンドの中でもドナーとして働きます。