p型半导体掺入几价元素?

p型半导体掺入几价元素?,第1张

p型半导体掺入3价元素。是硼、铟、镓等。在半导体材料硅或锗晶体中掺入三价元素杂质可构成缺壳粒的P型半导体,掺入五价元素杂质可构成多余壳粒的N形半导体。

要产生较多的空穴浓度就需依赖掺杂或缺陷。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置,就形成P型半导体。

对于Ⅳ族元素:

半导体(锗、硅等)需进行Ⅲ族元素的掺杂对于Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体(如砷化镓),常用掺杂Ⅱ族元素来提供所需的空穴浓度。

在纯硅中掺入微量3价元素铟或铝,由于铟或铝原子周围有3个价电子,与周围4价硅原子组成共价结合时缺少一个电子,形成一个空穴。空穴相当于带正电的粒子,在这类半导体的导电中起主要作用。

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。

“p型硅”  硼元素

“n型硅”   磷元素

导电率在10*e-7 ~ 10*e3 之间的材料都称为半导体,有一些半导体是纯元素,如硅,锗,这构成了半导体的基础。

纯净的硅更像是绝缘体,而不是导体,当它被施加外部作用时(比如外加电压),没有能力改变其导电状态。所以必须往硅里面掺杂其它的元素,现在最重要的两个元素是----硼B和磷P。

当硅片被掺入硼或磷时,它的导电性就显著的改变了。通常情况下,一个纯硅片中是没有自由电子的,它所有的四个价电子都被锁住在与相邻硅原子的共价键中,由于没有自由电子,外加电压几乎无法导致电子流过硅片。

把磷加入到硅晶片中后,情况将发生改变。与硅不同,磷有五个价电子,而不是四个。其中,四个价电子和相邻的硅原子的四个价电子形成共价键。但第五个价电子没有电子结合,将飘浮在原子周围。如果一个电压施加到硅-磷混合物,这个未被束缚电子将穿过掺杂的硅片向电压的正极移动,向混合特中掺杂的磷越多,产生的电流越大。掺入磷杂质的硅称为“N型硅”,或“负电荷载流子型硅”。

一个磷原子加入到硅晶片中提供了一个未被束缚的电子,增加了电导率。加入了磷元素的硅称为N型硅。

参考资料

P型硅与N型硅的区别.移动开发[引用时间2017-12-19]


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