この項目では、半導体について説明しています。特撮テレビ作品「仮面ライダーW」に登場する怪人については「仮面ライダーW#ガイアメモリ関連」をご覧ください。
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出典検索?: "ドーパント"
ドーパント(英語: dopant)とは、半導体にドーピングされる不純物のこと。元素によりドナーもしくはアクセプター、あるいは、深い準位となる。このドーパントの注入により、N型半導体もしくはP型半導体の作成が可能である。 ドナー(donor)には、V族やVI族など、一般に半導体を構成するIV族より最外殻電子が多い元素が使用されることが多い。ドーピングされたドナー原子は、IV族原子と結合する際に正帯電し、余剰となった電子を自由電子として放出する。この自由電子がキャリアとして伝導に寄与する。このような原理から、電子を「提供する」ものの意味でドナーと名づけられている。バンド構造では、禁制帯の伝導帯近傍にドナー準位が形成され、フェルミ準位はドナー準位近傍に固定され、熱励起 アクセプター(acceptor)にはIII族やII族など、一般に半導体を構成するIV族より最外殻電子が少ない元素が使用されることが多い。ドーピングされたアクセプター原子は、IV族原子と結合する際に負帯電し、不足する電子を擬似的に正電荷を持った荷電粒子である正孔(ホール)として放出する。この正孔がキャリアとして伝導に寄与する。このような原理から、電子を「受け入れる」ものの意味でアクセプターと名づけられている。バンド構造では、禁制帯の価電子帯近傍にアクセプター準位が形成され、フェルミ準位はアクセプター準位近傍に固定され、熱励起により、ほとんどが電離する。 ドーピングされた不純物による準位が伝導帯や価電子帯に近ければ、ドーパント原子は、ドナーやアクセプターとして振舞うが、禁制帯の中央付近や、熱励起によるエネルギーを越えるエネルギーに準位を形成する場合、深い準位となる。バンド図においては、禁制帯の中央もしくは、伝導帯や価電子帯近くでも、熱励起のエネルギーより深いエネルギーに準位が形成される。ほとんどは電離せず、電圧の印加や温度の上昇により、電子やホールを放出する。これらの準位は電子デバイスにおける不安定性の原因となっている。
ドーパントによる準位の形成
ドナー
アクセプター
深い準位詳細は「深い準位」を参照
関連項目
N型半導体
P型半導体
真性半導体
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表
話
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歴
半導体
分類
P型半導体
N型半導体
真性半導体
不純物半導体
種類
窒化物半導体
酸化物半導体
アモルファス半導体
磁性半導体
有機半導体
半導体素子
集積回路
マイクロプロセッサ
半導体メモリ
TTL論理素子
バンド理論
バンド構造
バンド図
バンド計算
第一原理バンド計算
伝導帯
価電子帯
禁制帯
フェルミ準位
不純物準位
自由電子
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ドーパント
ドナー
アクセプタ
物性物理学
トランジスタ