Supercommutative algebra: Difference between revisions

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In [[semiconductor]] production, '''doping''' intentionally introduces impurities into an extremely pure (also referred to as ''[[Intrinsic_semiconductor|intrinsic]]'') semiconductor for the purpose of modulating its electrical properties. The impurities are dependent upon the type of semiconductor. Lightly and moderately doped semiconductors are referred to as [[Extrinsic semiconductor|''extrinsic'']]. A semiconductor doped to such high levels that it acts more like a [[Conductor (material)|conductor]] than a semiconductor is referred to as ''[[degenerate semiconductor|degenerate]]''.
== de façon surprenante Polo Ralph Lauren Genève ==


In the context of [[phosphor]]s and [[scintillator]]s, doping is better known as [[activator (phosphor)|activation]].
Et il y avait aussi un temps que si il l'a fait tomber de sommeil, a pris un certain temps et à la fin de son [http://www.vsf-suisse.ch/vsf/Includes/Private/Publisher/base.asp Polo Ralph Lauren Genève] coucher. Et la nuit, il était difficile pour lui de s'installer et aller dormir. Donc, j'ai juste commencé à lui donner un temps d'arrêt au lieu d'une heure de la sieste. <br><br>Bien sûr, je ne vous laissera pas tomber. Tandis que vous voulez être prévu pour financer la [http://www.win-magazin.ch/informationen/file.asp Timberland Femme] salle de sport et de trouver un emplacement et toutes les autres choses nécessaires pour démarrer une nouvelle entreprise, je vais vous donner la clé pour le faire fonctionner. Je vais vous donner une doctrine, un ensemble de règles si vous voulez, . <br><br>Nous décret, nous avons mis vers le bas et dire qu'il en est ainsi, il est ici, il est établi, nous en sommes propriétaires. Il est le nôtre. Vous connaissez le refrain: nous décrétons et établissons cette Constitution des Etats-Unis d'Amérique, nous décrétons et établissons cette Constitution des Etats-Unis d'Amérique, nous décrétons et établissons cette Constitution des Etats-Unis d'Amérique ... <br><br>Alaska, un état assez conservatrice, peut sembler un endroit étrange pour l'émergence du Parti Vert. Ainsi, de façon surprenante, en 1986, deux ans après les comités de formation ont commencé à répondre, le premier candidat vert est apparu sur un bulletin de vote dans l'Alaska. Offres locaux pour bureau ont continué jusqu'en 1990, quand Jim Sykes a duré de gouverneur de l'Alaska, gagnant environ 3,3% de la vote3 Recevoir un pourcentage de 3,3 vote n'est certainement pas un nombre recordbreaking, mais [http://www.sgh-basel.ch/Links/cache.asp Michael Kors Sac] c'était assez pour gagner Verts statut de vote dans l'État et de leur donner une plus grande importance nationale.. <br><br>Cette marque est pour le rayon extérieur de la goulotte. Après un site pour un nouveau système de manutention des bovins a été choisi et un plan établi, faire une mise en page pleine échelle de l'installation sur le terrain. Cette disposition est important de montrer à l'échelle l'emplacement des stylos, des ruelles, des goulottes de chargement, et la zone de [http://www.sgh-basel.ch/Links/cache.asp Michael Kors Suisse] traitement où le couloir de contention est.. <br><br>Collecte plus de miles signifie que vous en mesure de les racheter pour plus d'avantages que vous obtenez de Asiana Club. Un autre avantage pour les membres du Club Asiana est checkin plus rapide. Landing n est pas la fin des avantages pour le vol avec Asiana Airlines. <br><br>JEANS: habituellement. Produits pour les cheveux: REN Furterer. STYLE: JESSICA Mycock.. Bons souvenirs pendant les vacances sont créés par des rituels. Ils mettent à être élaborée ou fantaisie. Le rituel a juste besoin d'être partagée avec les autres et répétée chaque année.<ul>
 
  <li>[http://www.jthwba.com/news/html/?251378.html http://www.jthwba.com/news/html/?251378.html]</li>
 
  <li>[http://julushw.com/forum.php?mod=viewthread&tid=2069667&extra= http://julushw.com/forum.php?mod=viewthread&tid=2069667&extra=]</li>
 
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  <li>[http://www.yutianshopping.com/news/html/?31663.html http://www.yutianshopping.com/news/html/?31663.html]</li>
 
</ul>


==History==
== youth ministers Ralph Lauren Suisse ==
The effects  of semiconductor doping were long known empirically in such devices as crystal radio detectors and [[selenium rectifiers]].  However,  the process was formally first developed by [[John Robert Woodyard]] working at [[Sperry Gyroscope Company]] during [[World War II]].<ref>{{US patent|2530110}} filed, 1944, granted 1950</ref> The demands of his work on [[radar]] denied Woodyard the opportunity to pursue research on semiconductor doping. However, after the war ended, his [[patent]] proved the grounds of extensive litigation by [[Sperry Rand]].<ref>{{cite news|year=1985|work=University of California: In Memoriam|title=John Robert Woodyard, Electrical Engineering: Berkeley|accessdate=2007-08-12|url=http://content.cdlib.org/view?docId=hb4d5nb20m&doc.view=frames&chunk.id=div00182&toc.depth=1&toc.id=&brand=calisphere}}</ref> Related work was performed at [[Bell Labs]] by [[Gordon K. Teal]] and [[Morgan Sparks]].<ref>Sparks, Morgan and Teal, Gordon K. “Method of Making P-N Junctions in Semiconductor Materials,” {{US patent|2631356}} (Filed June 15, 1950. Issued March 17, 1953)</ref>


==Carrier concentration==
Generations and generations have been raised watching futile attempts by Tom the cat to catch Jerry the mouse. But that is not always the case. Sometimes they are depicted as almost best friends and they display genuine worry about the others well being. <br><br>Search our database of church staff position and jobs as well as church positions to find church Staffing and [http://www.vsf-suisse.ch/vsf/Includes/Private/Publisher/base.asp Ralph Lauren Suisse] pastor jobs. We are a leading Church Jobs, pastor jobs, and Christian ministry positions place bringing churches and potential pastors, youth ministers, ministers of music, and other staff members together. Find a christian church job or ministry position at the church jobs place on the Internet. <br><br>I know I just said you may not, but IF you don't overdo it on portions, this style of eating may offer a weight loss advantage. Eating a vegan or mostly vegan diet is associated with being leaner. One Oxford University study in nearly 38,000 adults found that meateaters had the highest BMIs for their ages and vegans the lowest, with vegetarians and semivegetarians in between. <br><br>District Court for the Middle District of Florida. Besides offering a search Web site, Netster also offers a search toolbar product called SmartBrowse that helps users after they enter a nonexistent domain. VeriSign has now " hijacked" that traffic, according to Popular Enterprises. <br><br>​​New age systems are making it simpler to store huge amounts of data and so we will not miss a single piece of information to solve the jigsaw puzzle. Consider the scenario of a digital marketer for an ecommerce site. Sales data, display ads data, site side data, search data etc. <br><br>Post contributors have a lot to share this week, and we think you're going to be glad you tuned in. Book review, you say? Solnushka's got one. Want to know what's on at the cinema? Awix was there, as always. It'll run better with premium gas in the tank. Well, you put premium food in there, you'll be better prepared. His feats in the pool, Phelps still has plenty of fitness icons that he still looks up to. <br><br>For brick and mortar merchants, we have the most technologically [http://www.win-magazin.ch/informationen/file.asp Timberland Femme] current devices and can provide a single unit for processing all cards [http://www.sgh-basel.ch/Links/cache.asp Sac Michael Kors] and checks a unit [http://www.sgh-basel.ch/Events/user.asp Nike Geneve] that will also capture and provide batch history reports customized for individual needs. These units include the latest wireless devices as well . For those who need "remote" processing devices, we have apps for iPhones, iPods, Androids, tablets, and Blackberry phones; for those who utilize Internetbased payment methods, we have individualized online ordering and payment systems, including the creation of online ordering .<ul>
The quantity of dopant introduced to an intrinsic semiconductor determines its concentration and indirectly affects many of its electrical properties. The most important factor that doping directly affects is the material's carrier concentration. In an intrinsic semiconductor under thermal equilibrium, the concentration of electrons and holes is equivalent. That is,
 
  <li>[http://www.wszqlt.com/home.php?mod=space&uid=7196&do=blog&quickforward=1&id=608727 http://www.wszqlt.com/home.php?mod=space&uid=7196&do=blog&quickforward=1&id=608727]</li>
 
  <li>[http://www.pierre-le-jeune.info/spip.php?article3 http://www.pierre-le-jeune.info/spip.php?article3]</li>
 
  <li>[http://stavers.ws/Forum/read.php?4,61925 http://stavers.ws/Forum/read.php?4,61925]</li>
 
  <li>[http://fbaemod.com/forum/viewtopic.php?f=7&t=244654 http://fbaemod.com/forum/viewtopic.php?f=7&t=244654]</li>
 
</ul>


:<math>n = p = n_i.\ </math>
== fonction d'alarme multifonction. Timberland Femme ==


If we have a non-intrinsic semiconductor in thermal equilibrium the relation becomes (for low doping):
Avec WordPress, vous n'avez pas besoin d'embaucher un concepteur de sites Web ou de concevoir une mise en page vous-même. Au lieu de cela, vous pouvez acheter des modèles Web prédéfinis ou les thèmes. Thèmes de site WordPress coûtent une fraction du temps et de l'argent que vous voulez dépenser concevoir une mise en page vous-même ou embaucher un concepteur de sites Web.. <br><br>Aujourd'hui, je travaille à [http://www.win-magazin.ch/informationen/file.asp Timberland Femme] la Ryder location de camions dans Moonachie NJ et également exécuter deux de mes camions par jour avec les pilotes. Appelez-moi fou, mais je reste à la Ryder au lieu de conduire juste parce que j'aime travailler sur des [http://www.win-magazin.ch/informationen/file.asp Timberland Suisse] camions. En passant, je suis aussi obsédé par vieux de Detroit. <br><br>ITunes ajouter des chansons à la playlist. Malheureusement, ils peuvent causer iTunes pour faire glisser. Parce que iTunes vérifie en permanence de nouvelles chansons. CACREP et pratique professionnelle supervisée. Il ya eu de nombreux appels téléphoniques et des courriels concernant CACREP universités accréditées et les exigences d'homologation. Sur lequel pas capable. <br><br>Cependant, votre compte Facebook pourrait être piraté d'une autre manière. E-mail de phishing et messages sur le mur scammy sont partout. Cela donnerait un accès pirate à tous vos autres comptes ainsi.. Post-it Software Notes Mémo Rappel v.1.0000Replace réelle prise de note avec la note de logiciels prise. Avec ce logiciel glisser-déposer mémo note, vous n'avez plus besoin de post-it. Compte à rebours et minuteries et d'événements, fonction d'alarme multifonction. <br><br>Alertes sont envoyés à VOUS. Lorsque vous avez vérifié l'alerte, et nous sommes heureux de l'envoyer, cliquez sur le 'Envoyer DMCA «lien à la tête de l'alerte. Cette transmet automatiquement l'alerte au contrefacteur et l'hôte en question. Il n'y a pas une telle chose comme un couple parfaitement assorti. Vous éprouverez toujours mal, les conflits ou de déception avec l'autre. Conflictintimacy apprentissage peut être la différence entre l'échec ou le succès d'un mariage. <br><br>J'ai séjourné dans cet hôtel dans le passé agreat emplacement très central à proximité des Nations Unies et Parc Rizal gros, l'hôtel est correct, mais il ya des problèmes lourds avec emplacement mgreat à un prix abordable nous avons eu un bon moment à perle hôtel de Manille. Le service était goGreat Lieu! Sur mon 1er nite, était plutôt déçu car ils ont donné [http://www.win-magazin.ch/informationen/file.asp Timberland Shoes] un de Great Lieu de rm, salle accord, Rundown Hôtel Cet hôtel est très bien situé et les chambres sont ce que vous wGreat Lieu. Parfait! Moi, mon partenaire et notre fils a vraiment apprécié notre séjour à L'emplacement PeGreat prix pas cher, mais je ne peux pas arriver plus tôt! si vous prenez tôt excellent emplacement idéal pour le shopping et pas loin de l'aéroport, agréable et l'emplacement cleanGreat Hôtel est [http://www.jakobswegpur.ch/Templates/header.html Vibram Suisse] très arrangeant, très bien situé et un personnel swimmiGreat emplacement est sympa et serviable..<ul>
 
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  <li>[http://www.zs58tc.com/news/html/?64770.html http://www.zs58tc.com/news/html/?64770.html]</li>
 
  <li>[http://forum.joshsisto.com/profile.php?id=53499 http://forum.joshsisto.com/profile.php?id=53499]</li>
 
  <li>[http://www.wester.net.cn/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=4924&fromuid=1778 http://www.wester.net.cn/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=4924&fromuid=1778]</li>
 
</ul>


:<math>n_0 \cdot p_0 = n_i^2\ </math>
== En outre Timberland Geneve ==


where ''n<sub>0</sub>'' is the concentration of conducting electrons, ''p<sub>0</sub>'' is the electron hole concentration, and ''n<sub>i</sub>'' is the material's intrinsic carrier concentration. Intrinsic carrier concentration varies between materials and is dependent on temperature. Silicon's ''n<sub>i</sub>'', for example, is roughly 1.08×10<sup>10</sup> cm<sup>−3</sup> at 300 [[kelvin]] (room temperature).<ref>{{cite journal|author=A.B Sproul, M.A Green|title= Improved value for the silicon intrinsic carrier concentration from 275 to 375 K| journal= J. Appl. Phys.|volume= 70|page= 846 |year=1991|bibcode = 1991JAP....70..846S |doi = 10.1063/1.349645 }}</ref>
C'est la loi. Aucune personne associée à la wiki est venu avec cela, personne associée à socio venu avec cela. La loi s'applique, à Sociolotron, LLC. La meilleure caractéristique est qu'ils sont très fidèles. Les hommes auront le respect total et l'amour de leurs épouses chinoises. Ils ne vous laisseront jamais, peu importe quelle que soit la condition ou une situation est. <br><br>Après avoir été formé à la Cleveland Clinic, il a continué à gagner la Bronze Star comme un chirurgien de l'armée [http://www.win-magazin.ch/informationen/file.asp Timberland Geneve] dans la guerre du Vietnam. Il est ensuite devenu un médecin très réussie dans l'un des meilleurs établissements médicaux dans le monde, la Clinique de Cleveland, où il a été président du personnel, membre du Conseil des gouverneurs, le président du Groupe de travail sur le cancer du sein et à la tête de la Section des thyroïde et parathyroïde chirurgie. Ayant publié plus de 100 articles scientifiques, le Dr. <br><br>Quand je m'occupais de [http://www.sgh-basel.ch/Links/cache.asp Michael Kors Suisse] la communication financière à CIGNA, je savais que les investisseurs seraient heureux si l'entreprise a dépassé leurs attentes, même par un penny par action. Au cours de mes presque deux décennies dans l'industrie, je n'ai jamais vu les assureurs soufflent passé ce qu'ils avaient prévu de gagner par des marges importantes. Les actionnaires de WellPoint doivent être eux-mêmes pincement aujourd'hui pour s'assurer qu'ils ne sont pas rêver ... <br><br>Pourquoi? Parce que la police nationales refusent de partager des [http://www.vsf-suisse.ch/vsf/Includes/Private/Publisher/base.asp Ralph Lauren Geneve] renseignements. L'an dernier, un ancien agent du FBI m'a dit que, dans une décennie de conférences, le NPA avait remis les noms et dates de naissance d'environ 50 membres des Yakuza. Sur 80 000, at-il dit .. <br><br>En outre, nous pouvons utiliser les informations que vous nous fournissez par le biais des e-mails, des blogs, des forums, Q en réponse aux sondages, ou si toute autre communication usergenerated à des fins éditoriales, et pouvons utiliser votre nom et toutes les histoires que vous nous fournissez dans des articles publiés en ligne et dans nos magazines. S'il vous plaît noter que ces soumissions deviennent la propriété de Proline et peuvent être utilisés par Proline à des [http://www.sgh-basel.ch/Links/cache.asp Sac Michael Kors] fins licites. Si vous nous fournissez des anecdotes personnelles, ils peuvent être attribués à vous.. <br><br>L'intimité est plus que juste du sexe. L'acte physique de rapports est un seul composant impliqué dans la vraie intimité. Le respect mutuel, la communication ouverte, la confiance, la compassion, la bonté et la patience sont toutes les parties de l'équation.<ul>
 
 
In general, an increase in doping concentration affords an increase in conductivity due to the higher concentration of carriers available for conduction. Degenerate (very highly doped) semiconductors have conductivity levels comparable to metals and are often used in modern [[integrated circuit]]s as a replacement for metal. Often superscript plus and minus symbols are used to denote relative doping concentration in semiconductors. For example, ''n<sup>+</sup>'' denotes an n-type semiconductor with a high, often degenerate, doping concentration. Similarly, ''p<sup>-</sup>'' would indicate a very lightly doped p-type material. Even degenerate levels of doping imply low concentrations of impurities with respect to the base semiconductor. In crystalline intrinsic silicon, there are approximately 5×10<sup>22</sup> atoms/cm³. Doping concentration for silicon semiconductors may range anywhere from 10<sup>13</sup> cm<sup>−3</sup> to 10<sup>18</sup> cm<sup>−3</sup>. Doping concentration above about 10<sup>18</sup> cm<sup>−3</sup> is considered degenerate at room temperature. Degenerately doped silicon contains a proportion of impurity to silicon on the order of parts per thousand. This proportion may be reduced to parts per billion in very lightly doped silicon. Typical concentration values fall somewhere in this range and are tailored to produce the desired properties in the device that the semiconductor is intended for.
  <li>[http://bbs.zg-gly.com/forum.php?mod=viewthread&tid=428267&fromuid=10755 http://bbs.zg-gly.com/forum.php?mod=viewthread&tid=428267&fromuid=10755]</li>
 
 
==Effect on band structure==
  <li>[http://colossuscorporation.net/appicker/index.php?option=com_kunena&func=view&catid=27&id=320867&Itemid=534#320867 http://colossuscorporation.net/appicker/index.php?option=com_kunena&func=view&catid=27&id=320867&Itemid=534#320867]</li>
 
 
[[File:PN band.gif|thumb|500px|right|[[Band diagram]] of PN junction operation in forward bias mode showing reducing depletion width. Both p and n junctions are doped at a 1×10<sup>15</sup>/cm<sup>3</sup> doping level, leading to built-in potential of ~0.59 V. Reducing depletion width can be inferred from the shrinking charge profile, as fewer dopants are exposed with increasing forward bias [http://www.nanohub.org].]]
  <li>[http://fh1747lm.bget.ru/forum.php?mod=viewthread&tid=106205 http://fh1747lm.bget.ru/forum.php?mod=viewthread&tid=106205]</li>
Doping a semiconductor crystal introduces allowed energy states within the band gap but very close to the energy band that corresponds to the dopant type. In other words, donor impurities create states near the conduction band while acceptors create states near the valence band. The gap between these energy states and the nearest energy band is usually referred to as dopant-site bonding energy or ''E<sub>B</sub>'' and is relatively small. For example, the ''E<sub>B</sub>'' for [[boron]] in silicon bulk is 0.045 eV, compared with silicon's band gap of about 1.12 eV. Because ''E<sub>B</sub>'' is so small, room temperature is hot enough to [[thermal ionization|thermally ionize]] practically all of the dopant atoms and create free carriers in the conduction or valence bands.
 
 
  <li>[http://www.channelinworld.cn/search/node/%20type%3Awine http://www.channelinworld.cn/search/node/%20type%3Awine]</li>
Dopants also have the important effect of shifting the energy bands relative to the [[Fermi level]]. The energy band that corresponds with the dopant with the greatest concentration ends up closer to the Fermi level. Since the Fermi level must remain constant in a system in [[thermodynamic equilibrium]], stacking layers of materials with different properties leads to many useful electrical properties induced by [[band bending]], if the interfaces can be made cleanly enough. For example, the [[p-n junction]]'s properties are due to the band bending that happens as a result of the necessity to line up the bands in contacting regions of p-type and n-type material.
 
This effect is shown in a [[band diagram]]. The band diagram typically indicates the variation in the valence band and conduction band edges versus some spatial dimension, often denoted ''x''. The Fermi level is also usually indicated in the diagram. Sometimes the ''intrinsic Fermi level'', ''E<sub>i</sub>'', which is the Fermi level in the absence of doping, is shown. These diagrams are useful in explaining the operation of many kinds of [[semiconductor device]]s.
</ul>
 
===Relationship to carrier concentration (low doping)===
 
For low levels of doping, the relevant energy states are populated sparsely by electrons (conduction band) or holes (valence band). This means it is possible to write simple expressions for the electron and hole carrier concentrations, by ignoring Pauli exclusion (via [[Maxwell-Boltzmann statistics]]):
:<math>n_e = N_{\rm C}(T) \exp((E_{\rm F} - E_{\rm C})/kT), \quad n_h = N_{\rm V}(T) \exp((E_{\rm V} - E_{\rm F})/kT),</math>
where {{math|''E''<sub>F</sub>}} is the [[Fermi level]], {{math|''E''<sub>C</sub>}} is the minimum energy of the conduction band, and  {{math|''E''<sub>V</sub>}} is the maximum energy of the valence band. These are related to the value of the intrinsic concentration via<ref name="green">{{cite doi|10.1063/1.345414 }}</ref>
:<math>n_i^2 = n_h n_e = N_{\rm V}(T) N_{\rm C}(T) \exp((E_{\rm V}-E_{\rm C})/kT),</math>
an expression which is independent of the doping level, since {{math|''E''<sub>C</sub> - ''E''<sub>V</sub>}} (the [[band gap]]) does not change with doping.
 
The concentration factors {{math|''N''<sub>C</sub>(''T'')}} and {{math|''N''<sub>V</sub>(''T'')}} are given by
:<math>N_{\rm C}(T) = 2(2\pi m_e^* kT/h^2)^{3/2} \quad N_{\rm V}(T) = 2(2\pi m_v^* kT/h^2)^{3/2}.</math>
where {{math|''m''<sub>''e''</sub><sup>*</sup>}} and {{math|''m''<sub>''h''</sub><sup>*</sup>}} are the [[effective mass (solid-state physics)|density of states effective masses]] of electrons and holes, respectively, quantities that are roughly constant over temperature.<ref name="green"/>
 
==Techniques of doping and synthesis==
The synthesis of n-type semiconductors may involve the use of [[Metalorganic vapour phase epitaxy|vapor-phase epitaxy]]. In vapor-phase epitaxy, a gas containing the negative dopant is passed over the substrate wafer. In the case of n-type GaAs doping, [[hydrogen sulfide]] is passed over the [[gallium arsenide]], and sulfur is incorporated into the structure.<ref name=Schubert>{{cite book|title= Doping in III-V Semiconductors |author= Schubert, E. F.|year=2005 |pages=241–243|isbn=0-521-01784-X}}</ref> This process is characterized by a constant concentration of sulfur on the surface.<ref name=Middleman>{{cite book|title= Process Engineering Analysis in Semiconductor Device Fabrication|author= Middleman, S.|year=1993 |pages=29, 330–337|isbn=0-07-041853-5}}</ref> In the case of semiconductors in general, only a very thin layer of the wafer needs to be doped in order to obtain the desired electronic properties.<ref name=Deen>{{cite book|title= Analysis of Transport Phenomena |author= Deen, William M.|year=1998 |pages=91–94|isbn=978-0-19-508494-8}}</ref> The reaction conditions typically range from 600 to 800 °C for the n-doping with group VI elements,<ref name= Schubert /> and the time is typically 6–12 hours depending on the temperature.
 
==Process==
Some [[dopant]]s are added as the (usually [[silicon]]) [[boule (crystal)|boule]] is grown, giving each [[wafer (electronics)|wafer]] an almost uniform initial doping.<ref>{{cite book |title=Microelectronic Materials and Processes |last=Levy |first=Roland Albert |year=1989 |pages=6–7 |isbn=0-7923-0154-4 |url=http://books.google.com/?id=wZPRPU6ne7UC&pg=PA248#PPA1,M1 |accessdate=2008-02-23 |publisher=Kluwer Academic |location=Dordrecht}}</ref> To define circuit elements, selected areas — typically controlled by [[photolithography]]<ref>[http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1955-Photolithography.html Computer History Museum - The Silicon Engine|1955 - Photolithography Techniques Are Used to Make Silicon Devices]</ref> — are further doped by such processes as [[diffusion]]<ref>[http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1954-Diffusion.html Computer History Museum - The Silicon Engine] 1954 - Diffusion Process Developed for Transistors</ref> and [[ion implantation]], the latter method being more popular in large production runs because of increased controllability.
 
Small numbers of dopant atoms can change the ability of a semiconductor to conduct electricity. When on the order of one dopant atom is added per 100 million atoms, the doping is said to be ''low'' or ''light''. When many more dopant atoms are added, on the order of one per ten thousand atoms, the doping is referred to as ''heavy'' or ''high''. This is often shown as ''n+'' for [[n-type semiconductor|n-type]] doping or ''p+'' for [[p-type semiconductor|p-type]] doping. (''See the article on [[semiconductors]] for a more detailed description of the doping mechanism.'')
 
==Dopant elements==
===Group IV semiconductors===
(Note: When discussing [[group (periodic table)|periodic table groups]], semiconductor physicists always use an older notation, not the current [[IUPAC]] group notation. For example, the [[carbon group]] is called "Group IV", not "Group 14".)
 
For the [[Carbon group|Group IV]] semiconductors such as [[diamond]], [[silicon]], [[germanium]], [[silicon carbide]], and [[silicon germanium]], the most common dopants are [[Acceptor (semiconductors)|acceptors]] from [[boron group|Group III]] or [[Donor (semiconductors)|donors]] from [[Nitrogen group|Group V]] elements. [[Boron]], [[arsenic]], [[phosphorus]], and occasionally [[gallium]] are used to dope silicon. Boron is the [[Acceptor (semiconductors)|p-type dopant]] of choice for silicon integrated circuit production because it diffuses at a rate that makes junction depths easily controllable. Phosphorus is typically used for bulk-doping of silicon wafers, while arsenic is used to diffuse junctions, because it diffuses more slowly than phosphorus and is thus more controllable.
 
By doping pure silicon with [[Nitrogen group|Group V]] elements such as phosphorus, extra [[valence electrons]] are added that become unbonded from individual atoms and allow the compound to be an electrically conductive [[n-type semiconductor]]. Doping with [[boron group|Group III]] elements, which are missing the fourth valence electron, creates "broken bonds" (holes) in the silicon lattice that are free to move. The result is an electrically conductive [[p-type semiconductor]]. In this context, a [[Nitrogen group|Group V]] element is said to behave as an electron '''donor''', and a [[boron group|group III]] element as an '''acceptor'''. This is a key concept in the physics of a [[diode]].
 
Very heavily doped semiconductor behaves more like a good conductor (metal) and thus exhibits more linear positive thermal coefficient. Such effect is used for instance in [[sensistor]]s.<ref>Dharma Raj Cheruku, Battula Tirumala Krishna, Electronic Devices and Circuits, 2nd edition, 2008, Delhi, India, ISBN 978-81-317-0098-3</ref> Lower dosage of doping is used in other types (NTC or PTC) [[thermistor]]s.
 
==Compensation==
In most cases many types of impurities will be present in the resultant doped semiconductor. If an equal number of donors and acceptors are present in the semiconductor, the extra core electrons provided by the former will be used to satisfy the broken bonds due to the latter, so that doping produces no free carriers of either type. This phenomenon is known as ''compensation'', and occurs at the [[p-n junction]] in the vast majority of semiconductor devices. Partial compensation, where donors outnumber acceptors or vice versa, allows device makers to repeatedly reverse (invert) the type of a given portion of the material by applying successively higher doses of dopants, so-called '''counterdoping'''. Most modern semiconductors are made by successive selective counterdoping steps to create the necessary P and N type areas.<ref>Alan Hastings - The Art of Analog Layout, 2nd ed (2005, ISBN 0131464108)</ref>
 
Although compensation can be used to increase or decrease the number of donors or acceptors, the electron and hole [[Electron mobility|mobility]] is always decreased by compensation because mobility is affected by the sum of the donor and acceptor ions.
 
==Doping in organic conductors==
{{main|Conductive polymer}}
<!-- Copied from Conductive polymer -->
[[Conductive polymer]]s can be doped by adding chemical reactants to [[oxidize]], or sometimes reduce, the system so that electrons are pushed into the conducting [[Atomic orbital|orbitals]] within the already potentially conducting system. There are two primary methods of doping a conductive polymer, both of which use an oxidation-reduction (i.e., [[redox]]) process.
# '''Chemical doping''' involves exposing a polymer such as [[melanin]], typically a [[thin film]], to an [[oxidant]] such as [[iodine]] or [[bromine]]. Alternatively, the polymer can be exposed to a [[Reducing agent|reductant]]; this method is far less common, and typically involves [[alkali metals]].
# '''Electrochemical doping''' involves suspending a polymer-coated, working [[electrode]] in an [[electrolyte]] solution in which the polymer is [[insoluble]] along with separate counter and reference electrodes. An electric [[potential difference]] is created between the electrodes that causes a charge and the appropriate counter [[ion]] from the [[electrolyte]] to enter the polymer in the form of electron addition (i.e., n-doping) or removal (i.e., p-doping).
 
N-doping is much less common because the [[Earth's atmosphere]] is [[oxygen]]-rich, thus creating an [[oxidizing]] environment. An electron-rich, n-doped polymer will react immediately with elemental oxygen to ''de-dope'' (i.e., reoxidize to the neutral state) the polymer. Thus, chemical n-doping must be performed in an environment of [[inert gas]] (e.g., [[argon]]). Electrochemical n-doping is far more common in research, because it is easier to exclude oxygen from a [[solvent]] in a sealed [[Laboratory flask|flask]]. However, it is unlikely that n-doped conductive polymers are available commercially.
 
==Magnetic doping==
Research on magnetic doping has shown that considerable alteration of certain properties such as specific heat may be affected by small concentrations of an impurity; for example, dopant impurities in semiconducting [[ferromagnetic]] alloys can generate different properties as first predicted by White, Hogan, Suhl and Nakamura.<ref>{{cite journal|doi=10.1103/PhysRev.188.870|title=Density of States of an Insulating Ferromagnetic Alloy|year=1969|last1=Hogan|first1=C. Michael|journal=Physical Review|volume=188|pages=870|bibcode = 1969PhRv..188..870H|issue=2 }}</ref><ref>{{cite journal|doi=10.1103/PhysRevA.32.2530|pmid=9896377|title=Spin-wave-related period doublings and chaos under transverse pumping|year=1985|last1=Zhang|first1=X. Y.|last2=Suhl|first2=H.|journal=Physical Review A|volume=32|issue=4|pages=2530–2533|bibcode = 1985PhRvA..32.2530Z }}</ref>
 
== Single dopants in semiconductors ==
The sensitive dependence of a semiconductor’s electronic, optical, and magnetic properties on dopants has provided an extensive range of tunable phenomena to explore and apply to devices. Recently it has become possible to move past the tunable properties of an ensemble of dopants and to identify the effects of a solitary dopant on commercial device performance as well as locally on the fundamental properties of a semiconductor. New applications have become available that require the discrete character of a single dopant, such as single-spin devices in the area of quantum information or single-dopant transistors. Dramatic advances in the past decade towards observing, controllably creating and manipulating single dopants, as well as their application in novel devices have allowed opening the new field of solotronics (solitary dopant optoelectronics).<ref>{{cite journal| doi=10.1038/nmat2940 |title= Single dopants in semiconductors |year=2011|last1=Koenraad|first1=Paul M.| last2=Flatté|first2=Michael E.|journal=Nature Materials|volume=10|pages=91–100|bibcode = 2011NatMa..10...91K|issue=2| pmid=21258352}}</ref>
 
==Neutron transmutation doping ==
[[Neutron]] [[nuclear transmutation|transmutation]] doping (NTD) is an unusual doping method for special applications. Most commonly, it is used to dope silicon n-type in high-power electronics. It is based on the conversion of the Si-30 isotope into [[phosphorus]] atom by neutron absorption as follows:
 
:::<math>
^{30}\mathrm{Si} \, (n,\gamma) \, ^{31}\mathrm{Si} \rightarrow \, ^{31}\mathrm{P} + \beta^- \; (\mathrm{T}_{1/2} = 2.62 h). </math>
In practice, the silicon is typically placed near a [[nuclear reactor]] to receive the neutrons. As neutrons continue to pass through the silicon, more and more phosphorus atoms are produced by transmutation, and therefore the doping becomes more and more strongly n-type. NTD is a far less common doping method than diffusion or ion implantation, but it has the advantage of creating an extremely uniform dopant distribution.<ref> B. J. Baliga, Modern Power Devices, p.32, John Wiley & Sons, New York (1987).</ref> <ref> P.E. Schmidt and J. Vedde, “High Resistivity NTD Production and Applications,” Electrochemical Society Proceedings, Vol.98-13, 3 (1998).</ref>
 
==See also==
*[[Extrinsic semiconductor]]
*[[Intrinsic semiconductor]]
*[[p-n junction]]
*[[List of semiconductor materials]]
 
==References==
{{commons category|Doping (semiconductor)}}
{{reflist}}
 
[[Category:Condensed matter physics]]
[[Category:Semiconductor device fabrication]]
 
[[pt:Dopante (química)]]
[[ru:Легирование]]
[[fi:Doping (puolijohde)]]

Latest revision as of 05:10, 6 October 2014

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