送り手と受け手の不純物の決定的な違いは、周期表のV族元素は通常送り手側の不純物として働き、III族元素は通常受け手側の不純物として働くことである。

ドーピングとは、半導体に不純物を添加することである。半導体の導電性を高めるためには、ドーピングが重要である。ドーピングには大きく分けて、センダー・ドーピングとアクセプター・ドーピングの2種類があります。アプリケータは不純物を添加するドーピング、アクセプタは不純物を添加するドーピングです。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. ドナー不純物とは 3. レシピエント不純物とは 4. 横並び比較 - ドナー不純物とレシピエント不純物の表形式 5. まとめ

ドナー不純物は何ですか？

シフ不純物とは、シフの電気伝導性を高めるために添加される元素のことである。周期表Vの元素は一般的なシュレーダー不純物です。シッフとは、半導体に添加するとn型領域を形成することができる原子または原子団である。一般的な例としては、シリコンが挙げられます。

図1: シリコン格子中のドナーの存在

ホスト不純物としてよく使われるV族元素には、ヒ素（As）、リン（P）、ビスマス（Bi）、アンチモン（Sb）などがある。これらの元素は、最外殻の電子殻層に5個の電子を持つ（5価の電子を持つ）。この原子の1つをドナー（シリコンなど）に加えると、不純物がシリコン原子に置き換わり、4つの共有結合が形成される。しかし、価電子が5個あるため、自由電子は1個になった。そのため、この電子は自由電子として残り、半導体の伝導性を高める。さらに、ドナーに含まれる自由電子の数によって決まる。

受容体不純物は何ですか？

アクセプタ不純物とは、アクセプタの電気伝導度を高めるために添加される元素のことです。III族元素は一般的なアクセプター不純物である。III族元素には、アルミニウム（Al）、ホウ素（B）、ガリウム（Ga）などが含まれる。アクセプタホストは、半導体に添加することでp型領域を形成するドーパントである。これらの原子は、最外殻の電子層に3個の価電子を持つ。

図2：主対象となるシリコン格子の存在

アクセプタにアルミニウムなどの不純物原子を加えると、半導体のシリコン原子に置き換わる。それ以前は、シリコン原子の周りには4つの共有結合がありました。アルミニウムがシリコンの代わりを務めると、アルミニウム原子は3つの共有結合しか形成しなくなり、その結果、共有結合が存在しなくなる。そうすると、空いた場所、つまり穴ができる。しかし、この穴は電気伝導性の面では有効である。不純物原子の数が増えると、半導体の中の正孔の数も増える。これにより、電気伝導率が向上します。ドーピングが完了すると、半導体は非本質的なものになります。

寄贈者と受容体不純物の違い

概要 - 寄贈者 vs. 受容体不純物

半導体は、不導体である絶縁体と導体である金属との間で電気を通す物質である。ドナーおよびアクセプタは、半導体の導電性領域を形成するドーパントである。送り手と受け手のドーピングは、半導体の導電性を高めるプロセスである。センダー不純物とアクセプター不純物の大きな違いは、周期表のIII族元素がセンダー不純物として働き、V族元素はアクセプター不純物として働くことである。

引用

1 "半導体の送り手と受け手の不純物の違い"Physicsabout.com ウェブサイト 2017年12月23日、こちらでご覧いただけます。半導体中のギバーとアクセプターの不純物。こちらで入手可能です。3. "レシプロ（半導体）"。ウィキペディア、ウィキメディア財団、2018年3月3日、こちらからご覧いただけます。"ドナー（半導体）"Wikipedia, Wikimedia Foundation, 17 Feb. 2018, available here.2 半導体の与える側と受ける側の不純物。III."レシーバー(半導体)"ウィキペディア、ウィキメディア財団、2018年3月3日、4 "ドナー（半導体）".ウィキペディア、ウィキメディア財団、2018年2月17日。