半导体中耗尽区和漂移区各自是什么意思

耗尽层就是在PN结附近,其中的载流子因扩散而耗尽,只留下不能移动的正负离子的区域,又称空间电荷区.在 P 型半导体中有许多带正电荷的空穴和带负电荷的电离杂质.在电场的作用下,空穴是可以移动的,而电离杂质（离子）是固定不动的 .N 型半导体中有许多可动的负电子和固定的正离子.当P型和N型半导体接触时,在界面附近空穴从P型半导体向N型半导体扩散,电子从N型半导体向P型半导体扩散.空穴和电子相遇而复合,载流子消失.因此在界面附近的结区中有一段距离缺少载流子,却有分布在空间的带电的固定离子,称为空间电荷区 .P 型半导体一边的空间电荷是负离子 ,N 型半导体一边的空间电荷是正离子.正负离子在界面附近产生电场,这电场阻止载流子进一步扩散 ,达到平衡.

PN结金硅面垒型半导体探测器，2mm厚度灵敏区仅相当于1.1MeV β射线的射程。为了探测高能射线而采用锂漂移技术，在P型和N型半导体材料之间形成一个本征半导体区，可获得厚度大于10mm的灵敏区。称为PIN结锂漂移型半导体探测器。

如图4-3-2所示，在P区电子是少数载流子，空穴浓度比电子多很多；在N区空穴是少数载流子，电子浓度比空穴浓度多得多。在 I区，电子和空穴浓度相等，P、I和N型三者连接后，电子和空穴扩散结果，在P、N和I区的界面附近分别形成正、负空间电荷区(见图4-3-2)。形成I区内电场Ei。

图4-3-2 PIN结探测器示意图

在PIN 结两端加上反向电压，内电场Ei将得到增强。与PN结类似，I区即为探测射线产生电离的灵敏区，厚度较大，可以探测高能射线。

锂在硅和锗中的电离能很低(在硅中为0.033eV，在锗中为0.093eV)，很容易电离而且离子半径仅有0.06nm。在P型硅或锗表面镀一层锂，而锂很快穿过硅或锗的晶格，处于晶格之间成为施主杂质。在PIN结所加反向电压作用下，锂电离成锂离子与受主结合成中性分子，使I区内电子和空穴大大减少，起到“补偿”作用，形成电阻率很高的本征区。

硅和锗加上锂作为漂移材料制成锗锂漂移探测器——Ge(Li)；或硅锂漂移探测器——Si(Li)。锗锂漂移探测器有两种：即平面型和同轴型。目前平面型为圆片状只能获得15～20mm厚的本征区。同轴型为圆柱状，中心小圆柱为P区，外层为N区，中间为I区(本征区)。目前Ge(Li)灵敏区可达150cm3左右，体积较大。Ge(Li)探测器主要用于γ能谱测量，能量分辨率很好。必须在低温下(液氮-196℃)工作和保存。

Si(Li)探测器，主要用于X射线能谱测量，在1～100keV范围有很高的能量分辨率；也可用于β射线测量。必须液氮温度下工作，可以在室温下保存。

锗、硅、硒、砷化镓、许多金属氧化物和金属硫化物等。其导电性介于导体和绝缘体之间的半导体称为半导体。

半导体有一些特殊的性质。例如，可以利用半导体的电阻率与温度的关系来制作热敏元件(热敏电阻)，用于自动控制；利用其光敏特性，可制成光敏元件用于自动控制，如光电池、光电池、光敏电阻等。

半导体还有一个最重要的特性。如果在纯半导体物质中适当掺入少量杂质，其电导率将增加数百万倍。这一特性可用于制造各种半导体器件，如半导体二极管、三极管等。

当半导体的一面做成P型区，另一面做成N型区时，在结附近形成一层具有特殊性质的薄层，一般称为PN结。图的上半部分分为P型半导体和N型半导体界面两侧的载流子扩散(用黑色箭头表示)。中间部分是PN结的形成过程，表示载流子的扩散效应大于漂移效应(蓝色箭头表示，红色箭头表示内建电场方向)。下部是PN结的形成。代表扩散和漂移之间的动态平衡。

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