为什么在纯净的半导体中渗入微量的杂质

为什么在纯净的半导体中渗入微量的杂质,第1张

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.

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.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.

半导体离子注入技术是一种材料表面改性高新技术,在半导体材料掺杂,金属、陶瓷、高分子聚合物等的表面改性上获得了极为广泛的应用,在当代制造大规模集成电路中,可以说是一种必不可少的手段。

基本原理:

用能量为100keV量级的离子束入射到材料中去,离子束与材料中的原子或分子将发生一系列物理的和化学的相互作用,入射离子逐渐损失能量,最后停留在材料中,并引起材料表面成分、结构和性能发生变化,从而优化材料表面性能,或获得某些新的优异性能。

离子注入的优点是能精确控制杂质的总剂量、深度分布和面均匀性,而且是低温工艺(可防止原来杂质的再扩散等),同时可实现自对准技术(以减小电容效应)。

作为一种材料表面工程技术,离子注入技术具有以下一些其它常规表面处理技术难以达到的独特优点:

纯净的无公害的表面处理技术

无需在高温环境下进行,无需热激活,不会改变工件的外形尺寸和表面光洁度

与基体之间不存在剥落问题

离子注入后无需再进行机械加工和热处理

荣欣源为客户提供大束流、中束流、高能离子源用钨钼精密部件。

答案:p型半导体是在本征半导体中渗透了(三价元素(如硼))物质形成的 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。是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。掺入的杂质越多,多子(空穴)的浓度就越高,导电性能就越强。


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