半導(dǎo)體物理學(xué) 半導(dǎo)體中的雜質(zhì)和缺陷PPT課件

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1、理想半導(dǎo)體：1、原子嚴(yán)格周期性排列，具有完整的晶格 結(jié)構(gòu)。2、晶體中無雜質(zhì)，無缺陷。3、電子在周期場中作共有化運(yùn)動(dòng)，形成允帶和禁帶電子能量只能處在允帶中的能級(jí)上，禁帶中無能級(jí)。本征半導(dǎo)體晶體具有完整的（完美的）晶格結(jié)構(gòu)，無任何雜質(zhì)和缺陷。由本征激發(fā)提供載流子。第1頁/共81頁實(shí)際半導(dǎo)體u 實(shí)際半導(dǎo)體中原子并不是靜止在具有嚴(yán)格周期性的晶格位置上，而是在其平衡位置附近振動(dòng)；u 實(shí)際半導(dǎo)體并不是純凈的，而是含有雜質(zhì)的；u 實(shí)際的半導(dǎo)體晶格結(jié)構(gòu)并不是完整無缺的，而是存在著各種形式的缺陷，點(diǎn)缺陷，線缺陷，面缺陷；雜質(zhì)和缺陷可在禁帶中引入能級(jí)，從而對(duì)半導(dǎo)體的性質(zhì)產(chǎn)生了決定性的作用第2頁/共81頁主要內(nèi)容

2、1. 淺能級(jí)雜質(zhì)能級(jí)和雜質(zhì)電離； 2. 淺能級(jí)雜質(zhì)電離能的計(jì)算； 3. 雜質(zhì)補(bǔ)償作用 4. 深能級(jí)雜質(zhì)的特點(diǎn)和作用 1、等電子雜質(zhì)； 2、族元素起兩性雜質(zhì)作用2-1 元素半導(dǎo)體中的雜質(zhì)能級(jí)2-3 缺陷能級(jí)2-2 化合物半導(dǎo)體中的雜質(zhì)能級(jí)點(diǎn)缺陷對(duì)半導(dǎo)體性能的影響 第3頁/共81頁雜質(zhì)的來源：有意摻入無意摻入根據(jù)雜質(zhì)在能級(jí)中的位置不同：替位式是雜質(zhì)間隙式雜質(zhì)第4頁/共81頁在金剛石型晶體中，晶胞中原子的體積百分?jǐn)?shù)為34%，說明還有66%是空隙。Si 中的雜質(zhì)有兩種存在方式，a：間隙式雜質(zhì) 特點(diǎn)：雜質(zhì)原子一般較小，鋰元素b：替位式雜質(zhì) 特點(diǎn)：雜質(zhì)原子的大小與被替代的晶格原子大小可以相比，價(jià)電子殼層結(jié)

3、構(gòu)比較相近，和族元素在Si，Ge中都是替位式以硅為例說明單位體積中的雜質(zhì)原子數(shù)稱為雜質(zhì)濃度第5頁/共81頁B:替位式雜質(zhì)占據(jù)格點(diǎn)位置。大小接近、電子殼層結(jié)構(gòu)相近Si：r=0.117nmB：r=0.089nmP：r=0.11nmSiSiSiSiSiSiSiPSiLi第6頁/共81頁N型半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體復(fù)合中心陷阱雜質(zhì)分類淺能級(jí)雜質(zhì)深能級(jí)雜質(zhì)第7頁/共81頁雜質(zhì)能級(jí)位于禁帶中Eg淺能級(jí)第8頁/共81頁施主雜質(zhì)施主能級(jí)Ei受主雜質(zhì) 受主能級(jí)EcEv淺能級(jí)第9頁/共81頁(1)VA族的替位雜質(zhì)在硅Si中摻入PSiSiSiSiSiSiSiP+Si磷原子替代硅原子后，形成一個(gè)正電中心P和一個(gè)多余的價(jià)電子未

4、電離電離后2、元素半導(dǎo)體的雜質(zhì)第10頁/共81頁 （a）電離態(tài) （b）中性施主態(tài) 第11頁/共81頁過程：1.形成共價(jià)鍵后存在正電中心P+；2.多余的一個(gè)電子掙脫束縛，在晶格中自由動(dòng)；雜質(zhì)電離3. P+成為不能移動(dòng)的正電中心；雜質(zhì)電離，雜質(zhì)電離能，施主雜質(zhì)（n型雜質(zhì)），施主能級(jí)第12頁/共81頁電離的結(jié)果：導(dǎo)帶中的電子數(shù)增加了，這電離的結(jié)果：導(dǎo)帶中的電子數(shù)增加了，這即是摻施主的意義所在即是摻施主的意義所在。1.施主處于束縛態(tài)，2.施主電離 3施主電離后處于離化態(tài)能帶圖中施主雜質(zhì)電離的過程第13頁/共81頁電離時(shí)，P原子能夠提供導(dǎo)電電子并形成正電中心，。施主雜質(zhì) 施主能級(jí)被施主雜質(zhì)束縛的電子的能

5、量比導(dǎo)帶底Ec低，稱為，ED。施主雜質(zhì)少，原子間相互作用可以忽略，施主能級(jí)是具有相同能量的孤立能級(jí)ED施主濃度：ND第14頁/共81頁施主電離能ED=弱束縛的電子擺脫雜質(zhì)原子束縛成為晶格中自由運(yùn)動(dòng)的 電子（導(dǎo)帶中的電子）所需要的能量ECED ED =ECED施主電離能EV-束縛態(tài)離化態(tài)+第15頁/共81頁施主雜質(zhì)的電離能小，在常溫下基本上電離。含有施主雜質(zhì)的半導(dǎo)體，其導(dǎo)電的載流子主要是電子N型半導(dǎo)體，或電子型半導(dǎo)體晶晶體體雜質(zhì)雜質(zhì)PAsSbSi0.044 0.049 0.039Ge 0.01260.01270.0096第16頁/共81頁定義： 施主雜質(zhì) V族元素在硅、鍺中電離時(shí)能夠釋放電子而產(chǎn)

6、生導(dǎo)電電子并形成正電中心，稱此類雜質(zhì)為施主雜質(zhì)或n型雜質(zhì)。 施主電離 施主雜質(zhì)釋放電子的過程。 施主能級(jí) 被施主雜質(zhì)束縛的電子的能量狀態(tài)，記為ED，施主電離能量為ED。 n型半導(dǎo)體 依靠導(dǎo)帶電子導(dǎo)電的半導(dǎo)體。第17頁/共81頁3、受主能級(jí)：舉例：Si中摻硼B(yǎng)第18頁/共81頁 在Si單晶中，族受主替位雜質(zhì)兩種電荷狀態(tài)的價(jià)鍵（a）電離態(tài) （b）中性受主態(tài) 第19頁/共81頁2、受主能級(jí)：舉例： Si中摻硼B(yǎng)過程：1.形成共價(jià)鍵時(shí)，從Si 原子中奪取一個(gè)電子，Si 的共價(jià)鍵中產(chǎn)生一個(gè)空穴；2.當(dāng)空穴掙脫硼離子的束縛，形成固定不動(dòng)的負(fù)電中心B-受主電離，受主電離能，受主雜質(zhì)（p型雜質(zhì)），受主能級(jí)第2

7、0頁/共81頁電離的結(jié)果：電離的結(jié)果：價(jià)帶中的空穴數(shù)增加了，這即價(jià)帶中的空穴數(shù)增加了，這即是是摻受主的意義摻受主的意義所在所在1.受主處于束縛態(tài)，2，受主電離 3，受主電離后處于離化態(tài)能帶圖中受主雜質(zhì)電離的過程第21頁/共81頁在Si中摻入BB具有得到電子的性質(zhì)，這類雜質(zhì)稱為受主雜質(zhì)。受主雜質(zhì)向價(jià)帶提供空穴。B獲得一個(gè)電子變成負(fù)離子，成為負(fù)電中心，周圍產(chǎn)生帶正電的空穴。BBEA受主濃度：NA第22頁/共81頁VAAEEEEcEvEA受主電離能和受主能級(jí)受主電離能EA=空穴擺脫受主雜質(zhì)束縛成為導(dǎo)電 空穴所需要的能量-束縛態(tài)離化態(tài)+第23頁/共81頁受主雜質(zhì)的電離能小，在常溫下基本上為價(jià)帶電離的電

8、子所占據(jù)空穴由受主能級(jí)向價(jià)帶激發(fā)。含有受主雜質(zhì)的半導(dǎo)體，其導(dǎo)電的載流子主要是空穴P型半導(dǎo)體，或空穴型半導(dǎo)體。晶晶體體雜質(zhì)雜質(zhì)BAlGaSi0.045 0.057 0.065Ge0.010.010.011第24頁/共81頁定義： 受主雜質(zhì) III族元素在硅、鍺中電離時(shí)能夠接受電子而產(chǎn)生導(dǎo)電空穴并形成負(fù)電中心，稱此類雜質(zhì)為受主雜質(zhì)或p型雜質(zhì)。 受主電離 受主雜質(zhì)釋放空穴的過程。 受主能級(jí) 被受主雜質(zhì)束縛的空穴的能量狀態(tài)，記為EA。受主電離能量為EA p型半導(dǎo)體 依靠價(jià)帶空穴導(dǎo)電的半導(dǎo)體。第25頁/共81頁施主和受主濃度：施主和受主濃度：ND、NA施主：施主：Donor，摻入半導(dǎo)體的雜質(zhì)原子向半，摻

9、入半導(dǎo)體的雜質(zhì)原子向半導(dǎo)體中提供導(dǎo)電的電子，并成為帶正電的離導(dǎo)體中提供導(dǎo)電的電子，并成為帶正電的離子。如子。如Si中中摻摻的的P 和和As 受主：受主：Acceptor，摻入半導(dǎo)體的雜質(zhì)原子向，摻入半導(dǎo)體的雜質(zhì)原子向半導(dǎo)體提供導(dǎo)電的空穴，并成為帶負(fù)電的離半導(dǎo)體提供導(dǎo)電的空穴，并成為帶負(fù)電的離子。如子。如Si中摻的中摻的B小結(jié)！第26頁/共81頁等電子雜質(zhì)第27頁/共81頁N型半導(dǎo)體特征：a 施主雜質(zhì)電離，導(dǎo)帶中出現(xiàn)施主提供的導(dǎo)電電子b 電子濃度n 空穴濃度pP 型半導(dǎo)體特征：a 受主雜質(zhì)電離，價(jià)帶中出現(xiàn)受主提供的導(dǎo)電空穴b空穴濃度p 電子濃度n ECEDEVEA-+-+EgN型和P型半導(dǎo)體都稱

10、為極性半導(dǎo)體第28頁/共81頁P(yáng)型半導(dǎo)體價(jià)帶空穴數(shù)由受主決定，半導(dǎo)體導(dǎo)電的載流子主要是空穴?？昭槎嘧?，電子為少子。N型半導(dǎo)體導(dǎo)帶電子數(shù)由施主決定，半導(dǎo)體導(dǎo)電的載流子主要是電子。電子為多子，空穴為少子。多子多數(shù)載流子少子少數(shù)載流子第29頁/共81頁雜質(zhì)向?qū)Ш蛢r(jià)帶提供電子和空穴的過程（電子從施主能級(jí)向?qū)У能S遷或空穴從受主能級(jí)向價(jià)帶的躍遷）稱為雜質(zhì)電離或雜質(zhì)激發(fā)。具有雜質(zhì)激發(fā)的半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體 雜質(zhì)激發(fā)3. 雜質(zhì)半導(dǎo)體電子從價(jià)帶直接向?qū)Ъぐl(fā)，成為導(dǎo)帶的自由電子，這種激發(fā)稱為本征激發(fā)。只有本征激發(fā)的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。本征激發(fā)N型和P型半導(dǎo)體都是雜質(zhì)半導(dǎo)體 第30頁/共81頁施主向?qū)?/p>

11、供的載流子=10161017/cm3 本征載流子濃度雜質(zhì)半導(dǎo)體中雜質(zhì)載流子濃度遠(yuǎn)高于本征載流子濃度Si的原子濃度為10221023/cm3摻入P的濃度/Si原子的濃度=10-6例如：Si 在室溫下，本征載流子濃度為1010/cm3，第31頁/共81頁上述雜質(zhì)的特點(diǎn)：施主雜質(zhì)：受主雜質(zhì)：淺能級(jí)雜質(zhì)雜質(zhì)的雙重作用：u 改變半導(dǎo)體的導(dǎo)電性u(píng) 決定半導(dǎo)體的導(dǎo)電類型雜質(zhì)能級(jí)在禁帶中的位置gDEEgAEE 第32頁/共81頁4. 淺能級(jí)雜質(zhì)電離能的簡單計(jì)算+-施主-+受主淺能級(jí)雜質(zhì)=雜質(zhì)離子+束縛電子（空穴）類氫模型第33頁/共81頁222oHohrnmq玻爾原子電子的運(yùn)動(dòng)軌道半徑為：n=1為基態(tài)電子的運(yùn)

12、動(dòng)軌跡42228onom qEh ne= -玻爾能級(jí)：玻爾原子模型第34頁/共81頁 類氫模型 氫原子中電子能量 n=1,2,3，為主量子數(shù)，當(dāng)n=1和無窮時(shí)2220408nhqmEn0,8220401EhqmE第35頁/共81頁 氫原子基態(tài)電子的電離能 考慮到正、負(fù)電荷處于介電常數(shù)= =0 0r r的介質(zhì)中，且處于晶格形成的周期性勢場中運(yùn)動(dòng)，所以電子的慣性質(zhì)量要用有效質(zhì)量代替eVhqmEEE6 .1382204010第36頁/共81頁類氫模型：計(jì)算束縛電子或空穴運(yùn)動(dòng)軌道半徑及電離能22*2rohrnmq 運(yùn)動(dòng)軌道半徑：4*4*022222221188orooroorm qm qmmEEhmh

13、m 電離能：第37頁/共81頁 施主雜質(zhì)電離能 受主雜質(zhì)電離能200*22024*8rnrnDEmmhqmE200*22024*8rprpAEmmhqmE第38頁/共81頁對(duì)于Si中的P原子，剩余電子的運(yùn)動(dòng)半徑約為24.4 ：Si: a=5.4剩余電子本質(zhì)上是在晶體中運(yùn)動(dòng)SiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiPSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSi4 .24126. 01222qmhroo12)(Sir*0.26eommSi：r=1.17第39頁/共81頁施主能級(jí)靠近導(dǎo)帶底部100,16,122rrGerSi*000.26,0.1

14、2eSieGemmmm=對(duì)于Si、Ge摻PEcEvED*021eDormEEmeVESiD025. 0,eVEGeD064. 0,估算結(jié)果與實(shí)測值有相同的數(shù)量級(jí)第40頁/共81頁*021PAormEEm0.04 ASiEeV對(duì)于Si、Ge摻B0.01 AGeEeVEcEvEA第41頁/共81頁EcED電離施主電離受主Ev5. 雜質(zhì)的補(bǔ)償作用(1) NDNA半導(dǎo)體中同時(shí)存在施主和受主雜質(zhì)，施主和受主之間有互相抵消的作用此時(shí)半導(dǎo)體為n型半導(dǎo)體 有效施主濃度n=ND-NAEA第42頁/共81頁EcEDEAEv電離施主電離受主(2) NDNA時(shí) n= ND-NA ND，半導(dǎo)體是n型的 當(dāng)NDNA時(shí) p

15、= NA-ND NA，半導(dǎo)體是p型的 當(dāng)NDNA時(shí) 補(bǔ)償半導(dǎo)體 有效雜質(zhì)濃度 補(bǔ)償后半導(dǎo)體中的凈雜質(zhì)濃度。第45頁/共81頁6. 深雜質(zhì)能級(jí)根據(jù)雜質(zhì)能級(jí)在禁帶中的位置，雜質(zhì)分為：淺能級(jí)雜質(zhì)能級(jí)接近導(dǎo)帶底Ec或價(jià)帶頂Ev，電離能很小深能級(jí)雜質(zhì)能級(jí)遠(yuǎn)離導(dǎo)帶底Ec或價(jià)帶頂Ev，電離能較大ECEDEVEAEgECEAEVEDEggDEE gAEE 第46頁/共81頁第47頁/共81頁深能級(jí)雜質(zhì) 非III、V族元素（52頁圖2-8/9） 特點(diǎn) 多為替位式雜質(zhì) 硅、鍺的禁帶中產(chǎn)生的施主能級(jí)距離導(dǎo)帶底和價(jià)帶頂較遠(yuǎn)，形成深能級(jí)，稱為深能級(jí)雜質(zhì)。 深能級(jí)雜質(zhì)能夠產(chǎn)生多次電離，每次電離均對(duì)應(yīng)一個(gè)能級(jí)。有的雜質(zhì)既能

16、引入施主能級(jí)，又能引入受主能級(jí)。第48頁/共81頁例1：Au（族）在Ge中Au在Ge中共有五種可能的狀態(tài)： （1）Au+； （2） Au0 ； （3） Au一 ； （4） Au二 ； （5） Au三。第49頁/共81頁在Ge中摻Au 可產(chǎn)生3個(gè)受主能級(jí)，1個(gè)施主能級(jí)AuGeGeGeGeAu+Au0Au-Au2-Au3-第50頁/共81頁1. Au失去一個(gè)電子施主AuEcEvEDED=Ev+0.04 eV第51頁/共81頁EcEvEDEA1Au2. Au獲得一個(gè)電子受主EA1= Ev + 0.15eV第52頁/共81頁3.Au獲得第二個(gè)電子EcEvEDEA1Au2EA2= Ec - 0.2eVE

17、A2第53頁/共81頁4.Au獲得第三個(gè)電子EcEvEDEA1EA3= Ec - 0.04eVEA2EA3Au3第54頁/共81頁深能級(jí)雜質(zhì)特點(diǎn)： 不容易電離，對(duì)載流子濃度影響不大； 一般會(huì)產(chǎn)生多重能級(jí)，甚至既產(chǎn)生施主能級(jí)也產(chǎn)生受主能級(jí)。 能起到復(fù)合中心作用，使少數(shù)載流子壽命降低。EcEvEDEAAu doped Silicon0.35eV0. 54eV1.12eV0.29eV第55頁/共81頁0.35第56頁/共81頁2-2 化合物半導(dǎo)體中的雜質(zhì)能級(jí) 族化合物半導(dǎo)體中的雜質(zhì)理想的GaAs晶格價(jià)鍵結(jié)構(gòu)：含有離子鍵成分的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)Ga-AsGaGaAsGaAs+GaAs第57頁/共81頁施主雜質(zhì)

18、替代族元素受主雜質(zhì)替代III族元素兩性雜質(zhì)III、族元素等電子雜質(zhì)同族原子取代第58頁/共81頁等電子雜質(zhì) 等電子雜質(zhì)是與基質(zhì)晶體原子具有同數(shù)量價(jià)電子的雜質(zhì)原子替代了同族原子后，基本仍是電中性的。但是由于共價(jià)半徑和電負(fù)性不同，它們能俘獲某種載流子而成為帶電中心。帶電中心稱為等電子陷阱。例如，N取代GaP中的P而成為負(fù)電中心電子陷阱空穴陷阱第59頁/共81頁 等電子陷阱俘獲一種符號(hào)的載流子等電子陷阱俘獲一種符號(hào)的載流子后，又因帶電中心的庫侖作用又俘獲后，又因帶電中心的庫侖作用又俘獲另一種帶電符號(hào)的載流子，形成束縛另一種帶電符號(hào)的載流子，形成束縛激子。激子。第60頁/共81頁兩性雜質(zhì)舉例：GaAs

19、中摻Si（族） Ga：族 As：族 Si Ga 施主 兩性雜質(zhì) SiAs 受主兩性雜質(zhì)：在化合物半導(dǎo)體中，某種雜質(zhì)在 其中既可以作施主又可以作受主，這種雜質(zhì)稱為兩性雜質(zhì)。第61頁/共81頁第62頁/共81頁點(diǎn)缺陷：空位、間隙原子線缺陷：位錯(cuò)面缺陷：層錯(cuò)、晶界SiSiSiSiSiSiSiSiSi1、缺陷的類型2-4 缺陷能級(jí)第63頁/共81頁2.元素半導(dǎo)體中的缺陷(1) 空位SiSiSiSiSiSiSiSi原子的空位起受主作用。第64頁/共81頁(2) 填隙SiSiSiSiSiSiSiSiSiSi間隙原子缺陷起施主作用 第65頁/共81頁AsGaAsAsAsAsGaAsGaGaGaAsGaAsG

20、aAs反結(jié)構(gòu)缺陷GaAs受主 AsGa施主3. GaAs晶體中的點(diǎn)缺陷空位VGa、VAs VGa受主 VAs 施主間隙原子GaI、AsI GaI施主 AsI受主e第66頁/共81頁4.族化合物半導(dǎo)體的缺陷族化合物半導(dǎo)體離子鍵結(jié)構(gòu)負(fù)離子正離子+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-第67頁/共81頁a.負(fù)離子空位產(chǎn)生正電中心，起施主作用+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-電負(fù)性小第68頁/共81頁b.正離子填隙產(chǎn)生正電中心，起施主作用+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+第

21、69頁/共81頁產(chǎn)生負(fù)電中心，起受主作用c.正離子空位+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-電負(fù)性大第70頁/共81頁產(chǎn)生負(fù)電中心，起受主作用d.負(fù)離子填隙+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-第71頁/共81頁負(fù)離子空位產(chǎn)生正電中心，起施主作用正離子填隙正離子空位負(fù)離子填隙產(chǎn)生負(fù)電中心，起受主作用第72頁/共81頁第二章 半導(dǎo)體中的雜質(zhì)和缺陷能級(jí)1.什么叫淺能級(jí)雜質(zhì)？它們電離后有何特點(diǎn)？2.什么叫施主？什么叫施主電離？施主電離前后有何特征？試舉例說明之，并用能帶圖表征出n型半導(dǎo)體。3.什么

22、叫受主？什么叫受主電離？受主電離前后有何特征？試舉例說明之，并用能帶圖表征出p型半導(dǎo)體。4.摻雜半導(dǎo)體與本征半導(dǎo)體之間有何差異？試舉例說明摻雜對(duì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能的影響。5.兩性雜質(zhì)和其它雜質(zhì)有何異同？6.深能級(jí)雜質(zhì)和淺能級(jí)雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體有何影響？7.何謂雜質(zhì)補(bǔ)償？雜質(zhì)補(bǔ)償?shù)囊饬x何在？第73頁/共81頁1、解：淺能級(jí)雜質(zhì)是指其雜質(zhì)電離能遠(yuǎn)小于本征半導(dǎo)體的禁帶寬度的雜質(zhì)。它們電離后將成為帶正電（電離施主）或帶負(fù)電（電離受主）的離子，并同時(shí)向?qū)峁╇娮踊蛳騼r(jià)帶提供空穴。2、解：半導(dǎo)體中摻入施主雜質(zhì)后，施主電離后將成為帶正電離子，并同時(shí)向?qū)峁╇娮?，這種雜質(zhì)就叫施主。 施主電離成為帶正電離子（中心）

23、的過程就叫施主電離。施主電離前不帶電，電離后帶正電。例如，在Si中摻P，P為族元素。 本征半導(dǎo)體Si為族元素，P摻入Si中后，P的最外層電子有四個(gè)與Si的最外層四個(gè)電子配對(duì)成為共價(jià)電子，而P的第五個(gè)外層電子將受到熱激發(fā)掙脫原子實(shí)的束縛進(jìn)入導(dǎo)帶成為自由電子。這個(gè)過程就是施主電離。第74頁/共81頁3、解：半導(dǎo)體中摻入受主雜質(zhì)后，受主電離后將成為帶負(fù)電的離子，并同時(shí)向價(jià)帶提供空穴，這種雜質(zhì)就叫受主。 受主電離成為帶負(fù)電的離子（中心）的過程就叫受主電離。受主電離前帶不帶電，電離后帶負(fù)電。例如，在Si中摻B，B為族元素，而本征半導(dǎo)體Si為族元素，P摻入B中后，B的最外層三個(gè)電子與Si的最外層四個(gè)電子配

24、對(duì)成為共價(jià)電子，而B傾向于接受一個(gè)由價(jià)帶熱激發(fā)的電子。這個(gè)過程就是受主電離。第75頁/共81頁4、解：在純凈的半導(dǎo)體中摻入雜質(zhì)后，可以控制半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性。摻雜半導(dǎo)體又分為n型半導(dǎo)體和p型半導(dǎo)體。例如，在常溫情況下，本征Si中的電子濃度和空穴濃度均為1.5x1010cm-3。當(dāng)在Si中摻入1.0 x1016cm-3 的P后，半導(dǎo)體中的電子濃度將變?yōu)?.0 x1016cm-3，而空穴濃度將近似為2.25x104cm-3。半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子是電子，而少數(shù)載流子是空穴。5、解：兩性雜質(zhì)是指在半導(dǎo)體中既可作施主又可作受主的雜質(zhì)。如-族GaAs中摻族Si如果Si替位族As，則Si為施主；如果Si替位族Ga，則Si為受主。所摻入的雜質(zhì)具體是起施主還是受主與工藝有關(guān)。6、解：深能級(jí)雜質(zhì)在半導(dǎo)體中起復(fù)合中心或陷阱的作用。淺能級(jí)雜質(zhì)在半導(dǎo)體中起施主或受主的作用。7、當(dāng)半導(dǎo)體中既有施主又有受主時(shí)，施主和受主將先互相抵消，剩余的雜質(zhì)最后電離，這就是雜質(zhì)補(bǔ)償。利用雜質(zhì)補(bǔ)償效應(yīng)，可以根據(jù)需要改變半導(dǎo)體中某個(gè)區(qū)域的導(dǎo)電類型，制造各種器件。第76頁/共81頁第77頁/共81頁第78頁/共81頁第79頁/共81頁第二章 習(xí)題1. P64 習(xí)題 72. 設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)：首先將一塊本征半導(dǎo)體變成N型半導(dǎo)體，然后再設(shè)法使它變成P型半導(dǎo)體。第80頁/共81頁感謝您的觀看。第81頁/共81頁