半导体中的杂质和缺陷能态.PDF

第二章 半导体中的杂质和缺陷能态 §2.1 杂质和杂质能级 一、杂质的类型 A A A A 杂质——在半导体材料中存在着一些与组成半导体材料的元素不同的其他元素原子。 A A B A 杂质在半导体中存在的形态： A A A A 替位：要求杂质原子的大小与被替代的晶格原子的大小相近，它们的价电子层结构比较 A C A A 相近。III,V 族元素在Si，Ge 晶体中都是替位式杂质。 填隙：通常这种杂质的原子半径是比较小的。 A A A A A A A A C 杂质的类型： A A A A B 有两种分法，一种按其对载流子的贡献来分；一种是按其能级的深浅来分。 A A A A 第一种，按对载流子的贡献可分为以下四种类型： ①施主杂质——对半导体材料提供导电电子的杂质 ②受主杂质——对半导体材料提供导电空穴的杂质 ③中性杂质——不提供载流子 ④双性杂质——有时是施主杂质，有时又是受主杂质 第二种，按能级的深浅可分为以下两种类型： ①浅能级杂质； ②深能级杂质 二、浅能级杂质 1.浅施主杂质 + 用P 原子代替一个Si 原子后，形成了一个正电中心P 和一个多余的价电子，这个价电子很容易在 外界作用下变成一个自由电子。P 为半导体材料提供了一个自由电子，故P 称为施主杂质或n 型杂质。 价电子脱离杂质原子成为自由电子的过程称为杂质电离，所需要的能量称为杂质电离能∆E 。 D S i S i S i S i ED EC S i P+ S i S i S i S i EV 通常在室温下，杂质可以完全电离。当杂质浓度为ND 时，晶体的电子浓度n 即为n≈ N 。把主要