半導(dǎo)體中的雜質(zhì)和缺陷(1)-資料下載頁
2025-05-12 20:52本頁面
【正文】 )而變成負(fù) (正 )離子 ， 前者就是 電子陷阱 ， 后者就是空穴陷阱 。 N NP 等電子雜質(zhì)占據(jù)本征原子位置 (如 N占據(jù) GaAs中的 As位 )后，即 兩性雜質(zhì) 舉例： GaAs中摻 Si（ Ⅳ 族） Ga： Ⅲ 族 As： Ⅴ 族 SiGa 施主 SiAs 受主 兩性雜質(zhì)： 在化合物半導(dǎo)體中 ， 某些雜在其中既可以作施主又可以作受 ， 這種雜質(zhì)稱為兩性雜質(zhì) 。 兩性雜質(zhì) 當(dāng)半導(dǎo)體中的某些區(qū)域，晶格中的原子周期性排列被破壞時(shí)就形成了各種缺陷。 缺陷分為三類： ①點(diǎn)缺陷：如空位，間隙原子，替位原子； ②線缺陷：如位錯(cuò)； ③面缺陷：如層錯(cuò)等。 半導(dǎo)體中的缺陷和位錯(cuò) 點(diǎn)缺陷 在一定溫度下，晶格原子不僅在平衡位置附近作振動(dòng)運(yùn)動(dòng)（通常稱之為熱振動(dòng)），而且有一部分原子會(huì)獲得足夠的能量，克服周圍原子對(duì)它的束縛，擠入晶格原子間的間隙，形成間隙原子，原來的位置就成為空位。 弗侖克耳缺陷 肖特基缺陷 間隙原子和空位成對(duì)出現(xiàn)的缺陷 只在晶格內(nèi)形成空位而無間隙原子的缺陷 均由溫度引起，又稱之為熱缺陷，它們總是同時(shí)存在的。 動(dòng)態(tài)平衡 間隙原子和空位一方面不斷地產(chǎn)生，另一方面兩者又不斷地復(fù)合，達(dá)到一個(gè)平衡濃度值。 由于原子須具有較大的能量才能擠入間隙位置，而且遷移時(shí)激活能很小，所以晶體中空位比間隙原子多得多，空位成了常見的點(diǎn)缺陷。 在 元素半導(dǎo)體硅 、 鍺 中存在的空位最鄰近有四個(gè)原子 ， 每個(gè)原子各有一個(gè)不成對(duì)的價(jià)電子 ， 成為不飽和的共價(jià)鍵 ， 這些鍵傾向于接受電子 ， 因此空位表現(xiàn)出受主作用 。 而每一個(gè)間隙原子有四個(gè)可以失去的未形成共價(jià)鍵的價(jià)電子 ，表現(xiàn)出施主作用 。 在 Ⅲ Ⅴ 族化合物 中，除了熱振動(dòng)因素形成空位和間隙原子外，由于成分偏離正常的化學(xué)比，也形成點(diǎn)缺陷。 例如，在砷化鎵中，由于熱振動(dòng)可以使鎵原子離開晶格格點(diǎn)形成鎵空位和鎵間隙原子；也可以使砷原子離開格點(diǎn)形成砷空位和砷間隙原子。 另外，由于砷化鎵中鎵偏多或砷偏多，也能形成砷空位或鎵空位。 替位原子 /反結(jié)構(gòu)缺陷 比如，二元化合物 AB中，替位原子可以有兩種， A取代 B或 B取代 A，一般認(rèn)為 AB是受主， BA是施主。 例如，在砷化鎵中，砷取代鎵后為 AsGa起施主作用，而鎵取代砷后為 GaAs起受主作用。 化合物半導(dǎo)體中，存在的另一種點(diǎn)缺陷 位錯(cuò) 位錯(cuò)也是半導(dǎo)體中的一種缺陷 ， 它對(duì)半導(dǎo)體材料和器件的性能也會(huì)產(chǎn)生很大的影響 。 在硅 、 鍺晶體中位錯(cuò)的情況相當(dāng)復(fù)雜 。 由位錯(cuò)引入禁帶的能級(jí)也十分復(fù)雜 。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得 ， 位錯(cuò)能級(jí)都是深受主能級(jí) 。 當(dāng)位錯(cuò)密度較高時(shí) ， 由于它和雜質(zhì)的補(bǔ)償作用 ， 能使含有淺施主雜質(zhì)的 N型硅 、 鍺中的載流子濃度降低 ， 而對(duì) P型硅 、 鍺卻沒有這種影響 。 第二章重要知識(shí)點(diǎn) ? 施主雜質(zhì)、受主雜質(zhì)的概念和特點(diǎn) ? n型和 p型半導(dǎo)體的概念和特點(diǎn) ? 雜質(zhì)補(bǔ)償?shù)母拍?、?yīng)用和缺點(diǎn) ? 深能級(jí)雜質(zhì)的概念、作用 ? 三五族半導(dǎo)體中的特殊雜質(zhì)的性質(zhì)
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