在半导体材料中加入其他杂质能改变电阻率吗 电阻率变小还是变大?

半导体中杂质 半导体中的杂质对电阻率的影响非常大.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,在禁带中产加的杂质能级.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）原子形成共价结合,多余的一个电子被束缚于杂质原子附近,产生类氢能级.杂质能级位于禁带上方靠近导带底附近.杂质能级上的电子很易激发到导带成为电子载流子.这种能提供电子载流子的杂质称为施主,相应能级称为施主能级.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（图2）.在锗或硅晶体中掺入微量三价元素硼、铝、镓等杂质原子时,杂质原子与周围四个锗（或硅）原子形成共价结合时尚缺少一个电子,因而存在一个空位,与此空位相应的能量状态就是杂质能级,通常位于禁带下方靠近价带处.价带中的电子很易激发到杂质能级上填补这个空位,使杂质原子成为负离子.价带中由于缺少一个电子而形成一个空穴载流子（图3）.这种能提供空穴的杂质称为受主杂质.存在受主杂质时,在价带中形成一个空穴载流子所需能量比本征半导体情形要小得多.半导体掺杂后其电阻率大大下降.加热或光照产生的热激发或光激发都会使自由载流子数增加而导致电阻率减小,半导体热敏电阻和光敏电阻就是根据此原理制成的.对掺入施主杂质的半导体,导电载流子主要是导带中的电子,属电子型导电,称N型半导体.掺入受主杂质的半导体属空穴型导电,称P型半导体.半导体在任何温度下都能产生电子-空穴对,故N型半导体中可存在少量导电空穴,P型半导体中可存在少量导电电子,它们均称为少数载流子.在半导体器件的各种效应中,少数载流子常扮演重要角色.

半导体的掺杂是为了提高半导体器件的电学性能，半导体的很多电学特性都与掺杂的杂质浓度有关。

纯正的半导体是靠本征激发来产生载流子导电的，但是仅仅依靠本证激发的话产生的载流子数量很少，而且容易受到外间因素如温度等的影响。掺入相应的三价或是五价元素则可以在本征激发外产生其他的载流子。

半导体的常用掺杂技术主要有两种，即高温（热）扩散和离子注入。掺入的杂质主要有两类：第一类是提供载流子的受主杂质或施主杂质（如Si中的B、P、As）；第二类是产生复合中心的重金属杂质（如Si中的Au）。

扩展资料：

掺杂之后的半导体能带会有所改变。依照掺杂物的不同，本征半导体的能隙之间会出现不同的能阶。施体原子会在靠近导带的地方产生一个新的能阶，而受体原子则是在靠近价带的地方产生新的能阶。假设掺杂硼原子进入硅，则因为硼的能阶到硅的价带之间仅有0.045电子伏特，远小于硅本身的能隙1.12电子伏特，所以在室温下就可以使掺杂到硅里的硼原子完全解离化。

掺杂物对于能带结构的另一个重大影响是改变了费米能阶的位置。在热平衡的状态下费米能阶依然会保持定值，这个特性会引出很多其他有用的电特性。举例来说，一个p-n结的能带会弯折，起因是原本p型半导体和n型半导体的费米能阶位置各不相同，但是形成p-n结后其费米能阶必须保持在同样的高度，造成无论是p型或是n型半导体的导带或价带都会被弯曲以配合界面处的能带差异。

参考资料来源：百度百科——半导体掺杂技术

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