【正文】 。利用此待性 GaAs可以制作轉(zhuǎn)移電子器件。2. n型和 p型半導(dǎo)體半導(dǎo)體摻雜 —— 改變半導(dǎo)體的性質(zhì)、載流子類(lèi)型 ……人工摻雜 —— 半導(dǎo)體材料設(shè)計(jì) —— 器件 ……摻雜工藝 —— 擴(kuò)散、離子注入 ……摻雜種類(lèi)：施主摻雜（ n型） —— 高價(jià)元素?fù)诫s，雜質(zhì)原子提供的價(jià)電子數(shù)目多于半導(dǎo)體原子，多余的價(jià)電子很容易進(jìn)入導(dǎo)帶而成為電子載流子，半導(dǎo)體的電導(dǎo)率增加。Si的 施主摻雜 —— V族 P摻雜?特點(diǎn) — 多余價(jià)電子與 P+的弱庫(kù)侖引力形成局域化的弱束縛態(tài)，很容易電離 。?束縛態(tài)能級(jí) — 施主能級(jí) Ed位于導(dǎo)帶底部，比價(jià)帶至導(dǎo)帶的本征躍遷容易，可顯著提高半導(dǎo)體的電導(dǎo)率！中性施主 — 未電離的施主；電離施主 — 電離后的施主；利用類(lèi)氫原子模型可以計(jì)算出施主能級(jí)，并將施主提供的多余電子近似看成是在相對(duì)介電常數(shù)為 εr的介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)，且基態(tài)是穩(wěn)定的，可得：Si的 施主摻雜 —— V族 P摻雜施主摻雜 —— 弱束縛態(tài)，使得電子很容易從施主能級(jí) Ed躍遷到導(dǎo)帶，實(shí)現(xiàn)施主電離；主要載流子是導(dǎo)帶上的電子 —— 多數(shù)載流子（多子）；價(jià)帶頂部的空穴 —— 少數(shù)載流子（少子）；—— n型半導(dǎo)體Si的受 主摻雜 —— III族 B摻雜特點(diǎn) —B 等可與 Si形成固溶體共價(jià)網(wǎng)絡(luò)；在三價(jià) B使得在四價(jià) Si的某個(gè)鍵上形成電子空位，相當(dāng)于一個(gè)帶正電荷的粒子— 空位；空位如果在 Si中是非局域化的，將位于價(jià)帶頂部，形成空穴；空位與 B的弱庫(kù)侖引力形成局域化的弱束縛態(tài) — 受主能級(jí) Ea,受主的中性束縛態(tài)即是空穴占據(jù)的能級(jí) Ea；電離態(tài) —— 空穴從 Ea躍遷到價(jià)帶頂部，即電子從價(jià)帶頂部躍遷到 Ea ，易于成為導(dǎo)電載流子，這種電子從價(jià)帶頂部很容易躍遷到受主能級(jí) ,因而會(huì)有效提高半導(dǎo)體的電導(dǎo)率 —— 受主能級(jí) Ea ：Si的受 主摻雜 —— III族 B摻雜受主摻雜 —— 弱束縛態(tài)，使得電子很容易從價(jià)帶頂躍遷到施主能級(jí) Ea。半導(dǎo)體中的載流子分布(2)本征半導(dǎo)體的熱平衡載流子分布對(duì)本征半導(dǎo)體而言，導(dǎo)帶上的電子全部來(lái)源于價(jià)帶上電子向?qū)У谋菊骷ぐl(fā)，因而，導(dǎo)帶上的電子濃度與價(jià)帶上的空穴濃度必然相等。半導(dǎo)體中的載流子分布v 雜質(zhì)半導(dǎo)體的載流子濃度來(lái)源： 本征激發(fā) +雜質(zhì)電離 ；v 對(duì)于 n型半導(dǎo)體，對(duì)導(dǎo)帶上的電子載流子濃度是由 本征激發(fā)和施主電離 兩者的貢獻(xiàn)。從而求出導(dǎo)帶上的電子載流子濃度。關(guān)于 Si的費(fèi)米能級(jí)與溫度和雜質(zhì)的關(guān)系：(3)雜質(zhì)半導(dǎo)體的熱平衡載流子分布半導(dǎo)體中的載流子分布q 當(dāng)溫度很低時(shí)，略去式中最后一項(xiàng)，可得：q 當(dāng) T=0K時(shí)， Fermi能級(jí)位于導(dǎo)帶底和施主能級(jí)的中央，溫度升高時(shí)，逐漸升高 。v 由電中性方程可寫(xiě)為：(3)雜質(zhì)半導(dǎo)體的熱平衡載流子分布P為價(jià)帶上空穴載流子濃度Nd為電離受主濃度n為導(dǎo)帶中電子載流子濃度半導(dǎo)體中的載流子分布非平衡載流子的概念 —— 當(dāng)半導(dǎo)體受到外界作用時(shí)，除了熱平衡載流子以外，還將受到光照、電場(chǎng)等的作用，這些外界條件也將激發(fā)載流子，稱(chēng)為非平衡載流子。例：光輻照半導(dǎo)體產(chǎn)生的非平衡載流子與復(fù)合過(guò)程：(4) 非平衡載流子半導(dǎo)體中的載流子分布? 當(dāng)用光子能量大于禁帶寬度的光輻照半導(dǎo)體時(shí)，價(jià)帶電子就可以躍遷到導(dǎo)帶，形成非平衡載流子。? 電子和空穴漂移方向相反；? 電子和空穴漂移速率一般不同：電子大于空穴；? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率為電子和空穴電導(dǎo)率之和。 對(duì) n型：主要以電子電導(dǎo)率為主；216。 對(duì)本征半導(dǎo)體， n=p=ni, 則：二 .半導(dǎo)體中的電學(xué)性質(zhì)(1) 載流子的濃度電導(dǎo)率的主要影響因素167。 本征半導(dǎo)體：載流子的濃度因本征激發(fā)而增加；167。半導(dǎo)體中的載流子分布(2)本征半導(dǎo)體的熱平衡載流子分布對(duì)本征半導(dǎo)體而言，導(dǎo)帶上的電子全部來(lái)源于價(jià)帶上電子向?qū)У谋菊骷ぐl(fā)，因而，導(dǎo)帶上的電子濃度與價(jià)帶上的空穴濃度必然相等。半導(dǎo)體中的載流子分布 — 雜質(zhì)情況v 雜質(zhì)半導(dǎo)體的載流子濃度來(lái)源： 本征激發(fā) +雜質(zhì)電離 ；v 對(duì)于 n型半導(dǎo)體，對(duì)導(dǎo)帶上的電子載流子濃度是由 本征激發(fā)和施主電離 兩者的貢獻(xiàn)。從而求出導(dǎo)帶上的電子載流子濃度。關(guān)于 Si的費(fèi)米能級(jí)與溫度和雜質(zhì)的關(guān)系：(3)雜質(zhì)半導(dǎo)體的熱平衡載流子分布半導(dǎo)體中的載流子分布q 當(dāng)溫度很低時(shí)，略去式中最后一項(xiàng)，可得：q 當(dāng) T=0K時(shí)， Fermi能級(jí)位于導(dǎo)帶底和施主能級(jí)的中央，溫度升高時(shí)，逐漸升高 。v 由電中性方程可寫(xiě)為：(3)雜質(zhì)半導(dǎo)體的熱平衡載流子分布P為價(jià)帶上空穴載流子濃度Nd為電離受主濃度n為導(dǎo)帶中電子載流子濃度半導(dǎo)體中的載流子分布非平衡載流子的概念 —— 當(dāng)半導(dǎo)體受到外界作用時(shí)，除了熱平衡載流子以外，還將受到光照、電場(chǎng)等的作用，這些外界條件也將激發(fā)載流子，稱(chēng)為非平衡載流子。例：光輻照半導(dǎo)體產(chǎn)生的非平衡載流子與復(fù)合過(guò)程：(4) 非平衡載流子半導(dǎo)體中的載流子分布? 當(dāng)用光子能量大于禁帶寬度的光輻照半導(dǎo)體時(shí)，價(jià)帶電子就可以躍遷到導(dǎo)帶，形成非平衡載流子。? 電子和空穴漂移方向相反；? 電子和空穴漂移速率一般不同：電子大于空穴；? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率為電子和空穴電導(dǎo)率之和。 對(duì) n型：主要以電子電導(dǎo)率為主；216。 對(duì)本征半導(dǎo)體， n=p=ni, 則：二 .半導(dǎo)體中的電學(xué)性質(zhì)(1) 載流子的濃度電導(dǎo)率的主要影響因素167。 本征半導(dǎo)體：載流子的濃度因本征激發(fā)而增加；167。二 .半導(dǎo)體中的電學(xué)性質(zhì) 導(dǎo)帶中的電子和價(jià)帶中的空穴，在相同的電場(chǎng)作用下，產(chǎn)生漂移運(yùn)動(dòng)，但兩者所獲平均漂移速度不同，即電子遷移率 ?e大于空穴遷移率 ?p ，而總導(dǎo)電作用為兩者之和，即總電流密度：其中， Jn、 Jp分別為電子和空穴的電流密度； q為電子電荷量； E為電場(chǎng)強(qiáng)度。在摻雜情況下，如果一種載流于濃度遠(yuǎn)大于另一種載流子濃度，則分別稱(chēng)為多數(shù)載流子 (簡(jiǎn)稱(chēng)多子)和少數(shù)載流子 (簡(jiǎn)稱(chēng)少子 )。只有在晶體的原子排列的周期場(chǎng)受到破壞時(shí)，運(yùn)動(dòng)的電子才會(huì)受到散射。原子間振動(dòng)按照波疊加原理可以分解為若干不同的基本波動(dòng)，其中縱波才會(huì)引起原子的位移，引起體積的壓縮和膨脹，從而引起能帶的起伏，使載流子受到它的勢(shì)場(chǎng)作用引起散射。當(dāng)溫度升高時(shí)，品格熱振動(dòng)加強(qiáng)，散射也隨之加強(qiáng)。載流子在散射過(guò)程中的軌跡是以電離雜質(zhì)為 — 個(gè)焦點(diǎn)的雙曲線(xiàn)。而且當(dāng)溫度升高時(shí)，載流子運(yùn)動(dòng)加快，電離雜質(zhì)散射作用越弱。(2)載流子的散射 電離雜質(zhì)散射：電離雜質(zhì) 對(duì)載流子的散射機(jī)制 — 類(lèi) Rutherford 散射 .二 .半導(dǎo)體中的電學(xué)性質(zhì) 光電導(dǎo)效應(yīng) 在光的照射下，使半導(dǎo)體材料的電導(dǎo)率發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱(chēng)為光電導(dǎo)效應(yīng)。本征光電導(dǎo)效應(yīng)指光照射半導(dǎo)體時(shí)，當(dāng)光的能量達(dá)到禁帶寬度的能量值，價(jià)帶的電子躍遷到導(dǎo)帶，材料內(nèi)產(chǎn)生電子 空穴對(duì)，這兩種光生載流子都參與導(dǎo)電，使電導(dǎo)率增加。二 .半導(dǎo)體中的電學(xué)性質(zhì) 光電導(dǎo)效應(yīng)光照射在半導(dǎo)體中產(chǎn)生非平衡載流了，使半導(dǎo)體中載流子數(shù)目增加 ?n (?p)，引起附加的光電導(dǎo)，亦稱(chēng)光電導(dǎo)。