दाता और स्वीकर्ता अशुद्धियों के बीच मुख्य अंतर यह है कि आवर्त सारणी के समूह V के तत्व आमतौर पर दाता अशुद्धियों के रूप में कार्य करते हैं जबकि समूह III में तत्व आमतौर पर स्वीकर्ता अशुद्धियों के रूप में कार्य करते हैं।
डोपिंग वह प्रक्रिया है जो अर्धचालक में अशुद्धियाँ जोड़ती है। अर्धचालक की चालकता बढ़ाने में डोपिंग महत्वपूर्ण है। डोपिंग के दो मुख्य रूप हैं, और वे डोनर डोपिंग और स्वीकर्ता डोपिंग हैं। डोनर डोपिंग डोनर में अशुद्धियाँ जोड़ता है जबकि स्वीकर्ता डोपिंग स्वीकर्ता में अशुद्धियाँ जोड़ता है।
दाता अशुद्धियाँ क्या हैं?
दाता अशुद्धियाँ उस दाता की विद्युत चालकता को बढ़ाने के लिए दाता में जोड़े जाने वाले तत्व हैं। आवर्त सारणी के समूह V के तत्व सामान्य दाता अशुद्धियाँ हैं। एक दाता एक परमाणु या परमाणुओं का समूह होता है जो अर्धचालक में जोड़े जाने पर n-प्रकार के क्षेत्र बना सकता है। एक सामान्य उदाहरण एक सिलिकॉन (सी) है।
चित्र 1: एक सिलिकॉन जाली में एक दाता की उपस्थिति
समूह V तत्व जो अक्सर दाता अशुद्धियों के रूप में काम करते हैं उनमें आर्सेनिक (As), फास्फोरस (P), बिस्मथ (Bi), और सुरमा (Sb) शामिल हैं। इन तत्वों के सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉन खोल में पांच इलेक्ट्रॉन होते हैं (पांच वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं)।जब इन परमाणुओं में से एक को सिलिकॉन जैसे दाता में जोड़ा जाता है, तो अशुद्धता सिलिकॉन परमाणु की जगह लेती है, जिससे चार सहसंयोजक बंधन बनते हैं। लेकिन, अब एक मुक्त इलेक्ट्रॉन है क्योंकि पांच वैलेंस इलेक्ट्रॉन थे। अतः यह इलेक्ट्रॉन मुक्त इलेक्ट्रॉन के रूप में रहता है जिससे अर्धचालक की चालकता बढ़ जाती है। इसके अलावा, अशुद्धता परमाणुओं की संख्या दाता में मौजूद मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या निर्धारित करती है।
स्वीकर्ता अशुद्धता क्या हैं?
स्वीकर्ता की अशुद्धियाँ उस स्वीकर्ता की विद्युत चालकता को बढ़ाने के लिए एक स्वीकर्ता में जोड़े गए तत्व हैं। समूह III के तत्व स्वीकर्ता अशुद्धियों के रूप में सामान्य हैं। समूह III के तत्वों में एल्यूमीनियम (अल), बोरॉन (बी), और गैलियम (गा) शामिल हैं। एक स्वीकर्ता एक डोपेंट होता है जो अर्धचालक में जोड़े जाने पर पी-प्रकार के क्षेत्र बनाता है। इन परमाणुओं के सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉन कोश में तीन संयोजकता इलेक्ट्रॉन होते हैं।
चित्र 2: एक सिलिकॉन जाली में एक स्वीकर्ता की उपस्थिति
जब एक स्वीकर्ता में एल्युमिनियम जैसे अशुद्धता परमाणुओं में से एक को जोड़ा जाता है, तो यह अर्धचालक में सिलिकॉन परमाणुओं को बदल देता है। इस जोड़ से पहले, सिलिकॉन परमाणु के चारों ओर चार सहसंयोजक बंधन होते हैं। जब एल्युमिनियम सिलिकॉन का स्थान लेता है, तो एल्युमिनियम परमाणु केवल तीन सहसंयोजक बंध बनाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक सहसंयोजक बंधन गायब हो जाता है। यह एक खाली बिंदु या एक छेद बनाता है। हालांकि, ये छेद बिजली के संचालन में उपयोगी होते हैं। जब अशुद्धता परमाणुओं की संख्या बढ़ती है, तो अर्धचालक में मौजूद छिद्रों की संख्या भी बढ़ जाती है। यह जोड़, बदले में, चालकता को बढ़ाता है। डोपिंग प्रक्रिया पूरी होने के बाद सेमीकंडक्टर एक एक्सट्रिंसिक सेमीकंडक्टर बन जाता है।
दाता और स्वीकर्ता अशुद्धियों में क्या अंतर है?
दाता बनाम स्वीकर्ता अशुद्धता |
|
| दाता अशुद्धियाँ उस दाता की विद्युत चालकता को बढ़ाने के लिए दाता में जोड़े जाने वाले तत्व हैं। | स्वीकर्ता की अशुद्धियाँ उस स्वीकर्ता की विद्युत चालकता को बढ़ाने के लिए एक स्वीकर्ता में जोड़े गए तत्व हैं। |
| सामान्य अशुद्धियाँ | |
| ग्रुप वी एलिमेंट्स | समूह III तत्व |
| अशुद्धियों के उदाहरण | |
| आर्सेनिक (As), फास्फोरस (P), बिस्मथ (Bi), और सुरमा (Sb)। | एल्यूमीनियम (अल), बोरॉन (बी), और गैलियम (गा) |
| प्रक्रिया | |
| अर्धचालक में मुक्त इलेक्ट्रॉनों को बढ़ाएं। | अर्धचालक में मौजूद छिद्रों को बढ़ाएं। |
| वैलेंस इलेक्ट्रॉन | |
| परमाणुओं में पांच संयोजकता इलेक्ट्रॉन होते हैं। | परमाणुओं में तीन संयोजकता इलेक्ट्रॉन होते हैं। |
| सहसंयोजक बंधन | |
| अर्धचालक के अंदर चार सहसंयोजक बंध बनाता है, पांचवां इलेक्ट्रॉन एक मुक्त इलेक्ट्रॉन के रूप में छोड़ देता है। | अर्धचालक के अंदर तीन सहसंयोजक बंधन बनाता है, एक छेद छोड़ता है जहां एक सहसंयोजक बंधन गायब होता है। |
सारांश – दाता बनाम स्वीकर्ता अशुद्धियाँ
अर्धचालक वे पदार्थ हैं जो एक इन्सुलेटर के बीच प्रवाहकीय होते हैं जो गैर-चालक होते हैं और धातु जो कंडक्टर होते हैं।दाता और स्वीकर्ता डोपेंट होते हैं जो अर्धचालकों में प्रवाहकीय क्षेत्र बनाते हैं। डोपिंग डोपिंग दाता और स्वीकर्ता ऐसी प्रक्रियाएं हैं जो अर्धचालक की विद्युत चालकता को बढ़ाती हैं। दाता और स्वीकर्ता अशुद्धियों के बीच मुख्य अंतर यह है कि आवर्त सारणी के समूह III के तत्व दाता अशुद्धियों के रूप में कार्य करते हैं जबकि समूह V के तत्व स्वीकर्ता अशुद्धियों के रूप में कार्य करते हैं।
