
先介绍本真半导体
本真半导体就是纯净的硅或者锗形成的半导体,但是这类半导体没多大用,因为其载流子浓度低,导电能力很差(其导电能力其实是由电子-空穴对表现出来的,电子离开原来的位置后,原来的位置就成为了空穴),于是人们就想出了参杂。
如果往硅里面参杂3价元素硼,那么可以得到P型半导体,这是为什么呢?
记住参杂的是原子,整块材料是电中性的。当参杂磷原子进去时,磷是元素周期表中15号元素,外围5个电子,而硅外围4个电子,但是磷只能和硅形成4个共价键。这就导致了还剩一个磷的电子落单,它很不稳定,动不动就离家出走,留下空穴。每参杂一个磷原子,便会有一个单身磷电子(对,就是这么可怜),所以整块材料中电子成为多数,空穴成为少数(空穴只在电子离家出走的时候形成),电子为多数载流子就叫N(negetive)型半导体.
反之,你可以类比P(positive )型半导体.
N型半导体:也称为电子型半导体.N型半导体即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体.在纯净的硅晶体中掺入五价元素(如磷),使之取代晶格中硅原子的位置,就形成了N型半导体.在N型半导体中,自由电子为多子,空穴为少子,主要靠自由电子导电.自由电子主要由杂质原子提供,空穴由热激发形成.掺入的杂质越多,多子(自由电子)的浓度就越高,导电性能就越强.
P型半导体:也称为空穴型半导体.P型半导体即空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体.
在纯净的硅晶体中掺入三价元素(如硼),使之取代晶格中硅原子的位子,就形成P型半导体.在P型半导体中,空穴为多子,自由电子为少子,主要靠空穴导电.空穴主要由杂质原子提供,自由电子由热激发形成.掺入的杂质越多,多子(空穴)的浓度就越高,导电性能就越强.
掺杂和缺陷均可造成导带中电子浓度的增高. 对于锗、硅类半导体材料,掺杂Ⅴ族元素(磷、砷、锑等),当杂质原子以替位方式取代晶格中的锗、硅原子时,可提供除满足共价键配位以外的一个多余电子,这就形成了半导体中导带电子浓度的增加,该类杂质原子称为施主. Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的施主往往采用Ⅳ或Ⅵ族元素. 某些氧化物半导体,如ZnO、Ta2O5等,其化学配比往往呈现缺氧,这些氧空位能表现出施主的作用,因而该类氧化物通常呈电子导电性,即是N型半导体,真空加热,能进一步加强缺氧的程度,这表现为更强的电子导电性。
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