P型半导体是在纯净的半导体中掺入磷元素还是硼元素？

纯净的半导体加入五价的磷元素，硅是四价原子，磷原子在硅的晶格中会电离出一个电子，磷原子带正电，电子作为载流子，所以是是N型半导体；掺杂三价硼，硼在硅的晶格中会缺少一个电子，硼带负电，产生空位处是空穴载流子，所以是P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。

中文名

N型半导体

别名

电子型半导体

掺杂物

磷等Ⅴ族元素

载流子

电子

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特点形成原理发展

特点

半导体是一种导电能力介于导体和绝缘体之间的物质，其按照载流子（或晶体缺陷）的不同可分为P型半导体和N型半导体，半导体的导电性能与载流子（晶体缺陷）的密度有很大关系[3]。半导体中有两种载流子，即价带中的空穴和导带中的电子，以电子导电为主的半导体称之为N型半导体，与之相对的，以空穴导电为主的半导体称为P型半导体。 “N”表示负电的意思，取自英文Negative的第一个字母。在这类半导体中，参与导电的 (即导电载体) 主要是带负电的电子，这些电子来自半导体中的施主。凡掺有施主杂质或施主数量多于受主的半导体都是N型半导体。例如，含有适量五价元素砷、磷、锑等的锗或硅等半导体。[1]

由于N型半导体中正电荷量与负电荷量相等，故N型半导体呈电中性。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。

形成原理

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。[2]

发展

半导体器件的最基本组成单元为PN结，PN结具有正向导通反向绝缘的功能，因此半导体器件在逻辑计算、信号传输、电力转换等诸多方面呈现出巨大优势。自1947年第一个半导体二极管在贝尔实验室诞生以来，半导体彻底变革了人类的生产生活方式，全球社会陆续从电气时代进入信息化时代，并加速向万物互联时代和人工智能智能迈进。作为未来新型基础设施建设的物质基础，半导体产业发展的后劲依然十足，尤其是人工智能、5G通信、新能源汽车、能源互联网等行业给半导体发展带来了新的增长点。[3]

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参考资料

[1]  李庆臻．简明自然辩证法词典．山东人民出版社．1986

[2]  冯端．固体物理学大辞典．高等教育出版社．1995

[3]  宫学源.全球化合物半导体产业竞争格局及未来发展机遇[J].新材料产业,2020(6):39-44

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在

电子型半导体和空穴型半导体。电子型半导体是以电子为多数载流子的半岛材料，它是通过引入式主型杂质而形成的。空穴型半导体是指以带正电的空穴导电为主的半导体。

半导体中掺入微量杂质时，杂质原子附近的周期势场受到干扰并形成附加的束缚状态，在禁带中产生附加的杂质能级。

扩展资料：

能提供电子载流子的杂质称为施主(Donor)杂质，相应能级称为施主能级，位于禁带上方靠近导带底附近。

例如四价元素锗或硅晶体中掺入五价元素磷、砷、锑等杂质原子时，杂质原子作为晶格的一分子，其五个价电子中有四个与周围的锗（或硅）原子形成共价键，多余的一个电子被束缚于杂质原子附近，产生类氢浅能级—施主能级。

施主能级上的电子跃迁到导带所需能量比从价带激发到导带所需能量小得多，很易激发到导带成为电子载流子，因此对于掺入施主杂质的半导体，导电载流子主要是被激发到导带中的电子，属电子导电型，称为N型半导体。

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