半导体物理4.pptVIP

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2017-08-20 发布于湖北
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半导体物理4.ppt

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三、半导体中杂质能级 1、杂质的占位方式实际半导体中总存在某些杂质（无意掺杂、有意掺杂），少量掺杂能对半导体物理和化学性质及器件质量有决定性影响。根本原因在于：杂质存在使晶体中严格周期性排列原子产生的周期性势场受到破坏，可在禁带中引入能级。以元素半导体Si为例分析杂质进入半导体中占位方式：金刚石型晶体中晶胞内8个原子占晶胞体积34%，尚有64%间隙位置替位式杂质：杂质原子取代晶格原子位于格点位置（原子大小及价电子壳层结构相近）间隙式杂质：杂质原子位于晶格原子间的间隙位置（间隙原子半径比较小） 2、杂质能级 1）施主杂质、施主能级 Ⅲ、Ⅴ族元素在Si中是替位杂质。如：Si中掺杂Ⅴ族元素P 杂质电离：（杂质电离后形成晶格中不能移动正电中心和晶格中自由电子）杂质电离能：价电子脱离杂质原子束缚成为导电电子所需能量施主能级： 2）受主杂质、受主能级如，Si中掺杂Ⅲ族元素B为例 B替代Si后在Si晶体共价键中产生一个空穴，形成受主杂质电离能：受主能级： 3）浅杂质电离能的简单估算利用类氢模型： 4）杂质的补偿作用 5）深能级杂质 6) 如：GaAs中杂质能级状况 * *