x年春季學(xué)期微電子器件基礎(chǔ)-第二章(編輯修改稿)
2025-01-23 06:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 able 1. Silicon Impurities and their Properties ? 多能級雜質(zhì) 雜質(zhì)多次電離，每次電離相應(yīng)一個能級，稱為多能級雜質(zhì)。 1AE3AE2A iEcEE?同種雜質(zhì)在同一半導(dǎo)體中，既可呈施主性，又可呈受主性。 ? 雙性雜質(zhì) 例、 金在鍺半導(dǎo)體中的能級 金在硅半導(dǎo)體中的能級 iE1AE3AE2A cEE?D iEcEE?DA例、金在硅、鍺半導(dǎo)體中的多能級、深能級 0AuAu?DE中性態(tài) 在鍺晶體中，金以替位方式存在，有 5種荷電狀態(tài)和對應(yīng)能級， Au Ge Au?Au?Au?3AE1AE 2AE金在鍺晶格格點 價電子 6s1 Au?金原子 Ⅲ Ⅴ 族化合物半導(dǎo)體的雜質(zhì) 雜質(zhì)原子的空間位置 Ⅲ 族或 V族原子 雜質(zhì)原子 替位式 間隙式 Ⅲ 族或 V族原子 T 砷化鎵中雜質(zhì)及其能級狀態(tài) 鋰 銅 銀 金 鈹 鎂 鋅 鎘 鉻 碳 硅 鍺 錫 鉛 錳 鐵 鈷 鎳 釩 碲 硒 硫 A、 I族元素 I族元素一般在砷化鎵中起受主作用 。 銀 替位 ， 受主能級 （ EV+） eV、 （ EV+） eV； 金 替位 ， 受主能級 （ EV+） eV； 銅 替位 ， 受主能級 （ EV+） eV、 （ EV+） eV； 替位銅原子對 CuCu， 受主能級 （ EV+） eV； 間隙 ， 施主能級 （ ） eV； 鋰 間隙 ， 受主能級 （ EV+） eV； 鈉 施主 ， 遷移率高 、 不穩(wěn)定 ， 不能作為摻雜劑； B、 Ⅱ 族元素 鈹 、 鎂 、 鋅 、 鎘 比 鎵 原子少 1個價電子 ， 替位取代 鎵 原子 ， 獲得一個電子形成共價鍵 ， 產(chǎn)生 4個淺受主能級： （ EV+） eV （ EV+） eV （ EV+） eV （ EV+） eV C、 III族元素、 V族元素 ? 等電子雜質(zhì)、等電子陷阱 雜質(zhì)原子替代同族原子，稱為 等電子雜質(zhì) 。 若雜質(zhì)原子負電性大于被替代原子，能俘獲電子形成負電中心； 若雜質(zhì)原子負電性小于被替代原子，能俘獲空穴形成正電中心； 等電子雜質(zhì)形成的帶電中心稱為 等電子陷阱 。 例：磷化鎵 GaP摻 N P Ga Ga Ga Ga N取代Ｐ后 ,能捕獲電子成負電中心，被捕獲電子的電離能 N原子價電子組態(tài) 2s2２ p3,負電性 P原子價電子組態(tài) 3s23p3,負電性 cEE? 等電子陷阱俘獲一種載流子成為帶電中心后，又俘獲另一種電荷符號相反的載流子，形成 束縛激子 。 例、磷化鎵的等電子絡(luò)合物 ? 束縛激子 ? 等電子絡(luò)合物 O替代Ｐ Zn替代 Ga 負電性： P=， O=， Zn=， Ga= 2價 Zn、 6價 O原子處于相鄰格點時，結(jié)合更緊密， ZnO絡(luò)合物俘獲電子帶負電，稱為等電子絡(luò)合物。 P Ga Ga Ga Ga D、 IV族元素碳、硅、鍺、錫、鉛 ① IV族原子替位 III族起施主作用 , IV族原子替位 V族原子起受主作用，產(chǎn)生雙性多能級。 Ga SiAs 例、 Ga Ga ， SiGa EV+， SiAs E?cEGa 砷化鎵摻硅濃度 1018 cm3時，部分硅原子替代鎵起淺施主作用，部分硅原子替代砷起淺受主作用。導(dǎo)帶電子濃度趨于飽和，不隨硅雜質(zhì)濃度增加而增加，形成自補償。 1018 1019 1020 砷化鎵中硅原子濃度 導(dǎo)帶電子濃度 1017 1018 1019 ② 自補償 工業(yè)上，采用硅、鍺、錫作為砷化鎵摻雜劑獲得 N型砷化鎵。 EV+(SiGa–SiAs)或 (SiGa VGa)絡(luò)合物 ， SiG
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