大學(xué)物理m固體中的電子-文庫吧在線文庫
【正文】 雜質(zhì)半導(dǎo)體 (extrinsic semiconductors)分為兩類 : ⑴ 電子型 (N型 )半導(dǎo)體 ——摻有施主雜質(zhì) ， 以電子為多數(shù)載流子的半導(dǎo)體 . (N——negative) 施主 (donor)雜質(zhì)：進入晶格 ， 與周圍基質(zhì)原子形成晶體原有的電子結(jié)構(gòu)后 ， 尚有多余價電子 . . 在四價元素半導(dǎo)體 (Si, Ge)中摻入五價雜質(zhì) (P, As) ——施主雜質(zhì) . 22 摻入施主雜質(zhì)后 , 在價帶上面的禁帶中靠近導(dǎo)帶 (?E~102eV)處 , 出現(xiàn)雜質(zhì)能級 ——施主能級 . 常溫下 E 價帶 導(dǎo)帶 低溫下 施主能級 23 常溫下 ， 施主能級上的電子很容易躍入導(dǎo)帶 ， 相對說來 ， 從價帶躍入導(dǎo)帶的電子數(shù)很少 ? 導(dǎo)帶中的電子數(shù)遠多于價帶中的空穴數(shù) ? 在 N型半導(dǎo)體中 ， 電子是 多數(shù)載流子 (majority carrier， 簡稱 多子 )，而空穴是 少數(shù)載流子 (minority carrier， 簡稱 少子 ). 24 ⑵ 空穴型 (P型 )半導(dǎo)體 ——摻有受主雜質(zhì)，以空穴為多數(shù)載流子的半導(dǎo)體 . (P——positive) 受主 (acceptor)雜質(zhì)：進入晶格，與周圍基質(zhì)原子形成晶體原有的電子結(jié)構(gòu)時，缺少價電子 . . 在四價元素半導(dǎo)體 (Si, Ge)中摻入三價雜質(zhì) (B, Al)——受主雜質(zhì) . 摻入受主雜質(zhì)后，在價帶上面的禁帶中靠近價帶 (?E~102eV)處，出現(xiàn)雜質(zhì)能級 ——受主能級 . 25 常溫下 E 價帶 導(dǎo)帶 低溫下 受主能級 常溫下 ， 價帶中的電子很容易躍入受主能級 ，相對說來 ， 躍入導(dǎo)帶的電子數(shù)很少 ? 價帶中的空穴數(shù)遠多于導(dǎo)帶中的電子數(shù) ? 在 P型半導(dǎo)體中 ， 空穴是 多子 ， 電子是 少子 . 26 半導(dǎo)體的摻雜性 —Si為例 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 本征半導(dǎo)體 n型半導(dǎo)體 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +5 +4 p型半導(dǎo)體 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +4 +3+4 As V族： N、 P、As、 Sb、 Bi B III族： B、 Al、Ga、 In、 Tl ?Eg 導(dǎo) 帶 滿 帶 E EA受主能級 空穴濃度增加； 空穴多子，電子少子 ?Eg 電子空穴對濃度小 熱激發(fā)：電子空穴對 導(dǎo) 帶 滿 帶 E 導(dǎo) 帶 E ED 施主能級 電子濃度增加； 電子多子（熱激發(fā) +摻雜） 空穴（熱激發(fā)）少子 ?Eg 滿 帶 摻雜可以提高半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能 —— 室溫本征硅電阻率 105Ωm 與 108Ωm 大于 108Ωm 10–8Ωm 之間 能帶圖 禁帶寬度 Eg 3–6eV – Na， K， Cu Mg、 Be、 Zn
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