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文檔簡介
第1頁2010年11月16日星期二3、高阻的本征半導(dǎo)體材料和高阻的高度補(bǔ)償?shù)陌雽?dǎo)體材料的區(qū)別是什么?(2006)1深能級雜質(zhì)和淺能級雜質(zhì)概念(西交大)1以硅為例,舉例說明摻入淺能級和深能級雜質(zhì)的目的和作用?(西電)
第2頁2010年11月16日星期二§2.1半導(dǎo)體的雜質(zhì)和摻雜1.施主雜質(zhì)和施主能級1)施主雜質(zhì)施主摻雜又稱為N型摻雜能夠向晶體提供電子同時自身成為帶正電的離子的雜質(zhì),一般為五價的磷(P)或砷(As)原子
第3頁2010年11月16日星期二§2.1半導(dǎo)體的雜質(zhì)和摻雜1.施主雜質(zhì)和施主能級2)施主能級由于施主雜質(zhì)的摻入而在半導(dǎo)體帶隙中新引入的電子能級P原子周圍多余的電子由于受正離子的吸引,能量較導(dǎo)帶電子能量要低,同時,吸引作用比共價鍵結(jié)合要弱,因此能量較價帶電子要高,因此,施主能級位于帶隙中
第4頁2010年11月16日星期二§2.1半導(dǎo)體的雜質(zhì)和摻雜1.施主雜質(zhì)和施主能級3)施主的電離和電離能電離:施主向?qū)п尫烹娮拥倪^程。未電離前,施主能級是被電子占據(jù)的電離所需要的最小能量稱為電離能,通常為導(dǎo)帶底與施主能級之差
第5頁2010年11月16日星期二§2.1半導(dǎo)體的雜質(zhì)和摻雜1.施主雜質(zhì)和施主能級4)施主的特征施主未電離前,施主能級是被電子占據(jù)并保持電中性,電離后向?qū)п尫烹娮硬д?/p>
第6頁2010年11月16日星期二§2.1半導(dǎo)體的雜質(zhì)和摻雜2.受主雜質(zhì)和受主能級1)受主雜質(zhì)受主雜質(zhì)摻雜又稱為P型摻雜能夠?yàn)榫w提供電子空位(空穴),同時自身成為帶負(fù)電的離子的雜質(zhì),一般為三價的硼(B)原子
第7頁2010年11月16日星期二§2.1半導(dǎo)體的雜質(zhì)和摻雜2.受主雜質(zhì)和受主能級2)受主能級由于受主雜質(zhì)摻入而在半導(dǎo)體帶隙中新引入的電子能級,該能級未占據(jù)電子,是空的,容易從價帶獲得電子B原子多出的電子空位很容易接受價帶電子,形成較強(qiáng)的共價鍵,因此較導(dǎo)帶更接近價帶
第8頁2010年11月16日星期二§2.1半導(dǎo)體的雜質(zhì)和摻雜2.受主雜質(zhì)和受主能級3)受主電離和電離能受主能級從價帶接受電子的過程稱為受主的電離,未電離前,未被電子占據(jù)電離所需要的最小能量即為受主電離能,為價帶頂與受主能級之差
第9頁2010年11月16日星期二§2.1半導(dǎo)體的雜質(zhì)和摻雜2.受主雜質(zhì)和受主能級4)受主雜質(zhì)的特點(diǎn)受主未電離前,受主雜質(zhì)保持電中性,受主能級未被電子占據(jù);電離后,從價帶接受電子,受主能級被電子占據(jù),受主雜質(zhì)帶負(fù)電。
第10頁2010年11月16日星期二§2.1半導(dǎo)體的雜質(zhì)和摻雜3.施主雜質(zhì)與受主雜質(zhì)之比較1)雜質(zhì)的帶電性未電離:均為電中性電離后:施主失去電子帶正電,受主得到電子帶負(fù)電2)雜質(zhì)能級的電子占據(jù)未電離:施主能級滿,受主能級空電離后:施主能級空,受主能級滿3)對載流子數(shù)的影響摻入施主后:電子數(shù)大于空穴數(shù)摻入受主后:電子數(shù)小于空穴數(shù)
第11頁2010年11月16日星期二§2.1半導(dǎo)體的雜質(zhì)和摻雜4.淺能級雜質(zhì)與深能級雜質(zhì)半導(dǎo)體中摻入雜質(zhì)后會在禁帶中引入新的能級,如果摻入的雜質(zhì)的電離能很小,則稱該雜質(zhì)為淺能級雜質(zhì),雜質(zhì)的電離能很大,則稱為深能級雜質(zhì)ED1ED2EA2EA1
第12頁2010年11月16日星期二§2.1半導(dǎo)體的雜質(zhì)和摻雜4.淺能級雜質(zhì)與深能級雜質(zhì)淺能級施主能級靠近導(dǎo)帶,淺能級受主靠近價帶;深能級施主能級則往往位于禁帶下部分,深能級受主能級位于禁帶上半部分多重能級特性:一些深能級雜質(zhì)會產(chǎn)生多次電離,從而產(chǎn)生多重能級,但一次電離能總是小于二次電離能
第13頁2010年11月16日星期二§2.1半導(dǎo)體的雜質(zhì)和摻雜5.雜質(zhì)的補(bǔ)償作用
第14頁2010年11月16日星期二§2.1半導(dǎo)體的雜質(zhì)和摻雜5.雜質(zhì)的補(bǔ)償作用1)施主濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于受主濃度時,半導(dǎo)體呈N型2)受主濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于施主濃度時,半導(dǎo)體呈P型3)半導(dǎo)體中同時存在施主和受主雜質(zhì)時,補(bǔ)償作用首先起作用4)利用半導(dǎo)體雜質(zhì)的補(bǔ)償作用,可以改變半導(dǎo)體的導(dǎo)電類型
第15頁2010年11月16日星期二§2.1半導(dǎo)體的雜質(zhì)和摻雜6.Au在Si中的摻雜作用1)Au元素雜質(zhì)
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