不掺杂半导体可以是n型半导体吗

不掺杂半导体可以是n型半导体吗,第1张

可以。半导体可以根据掺杂剂的种类进行分类。完全不含任何杂质且无晶格缺陷的纯净半导体称为本征半导体(intrinsic semiconductor);而根据掺杂元素的不同我们可以分为n型或p型半导体。

硅元素和锗元素位于第四主族,最外层有4个电子,结构稳定,是理想的半导体材料。我们把最外层具有5个电子的第五主族元素,如磷(P)、砷(As)或锑(Sb)作为杂质掺杂到硅中,即可制成n型半导体。第五主族元素中的5个电子的其中4个和硅结合,剩余的一个即可自由移动成为自由电子,而这个电子就是n型半导体的载流子,如图所示。

掺杂形成n型半导体

同理,把最外层具有3个电子的第三主族元素,如硼(B)、镓(Ga)或铟(In)作为杂质掺杂到硅中,即可制成p型半导体。第三主族元素的3个电子和硅的3个电子结合,其中一个价电子将不足以使硅和硼键合,从而产生了缺少电子的空穴,这个空穴就是p型半导体的载流子,如图所示。

掺杂形成p型半导体

其中 “n” 代表负电,取自英文negative的首字母。 “p” 表示正电的意思,取自英文positive的首字母。

N型半导体和P型半导体异同点如下:

一、相同点

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。

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。

“P”表示正电的意思,取自英文Positive的第一个字母。在这类半导体中,参与导电的 (即电荷载体) 主要是带正电的空穴,这些空穴来自半导体中的受主。因此凡掺有受主杂质或受主。

二、异同点:

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。

由于P型半导体中正电荷量与负电荷量相等,故P型半导体呈电中性。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。

N型半导体:

N型半导体,以电子为多数载流子的半导材料,n为negative(负)之意。n型半导体是通过引入施主型杂质而形成的。在纯半导体材料中掺入杂质,使禁带中出现杂质能级,若杂质原子能给出电子的,其能级为施主能级,该半导体为n型半导体。如将V族元素砷杂质加入到IV族半导体硅中。它能改变半导体的导电率和导电类型。

对n型半导体,电子激发进入导带成为主要载流子。例如,掺入第15(VA)族元素(磷、砷、锑、铋等)的硅与锗。也有某些固体总是n型的,如ZnO,TiO,V2O5和MoO3等。

氯化汞不是本征半导体。本征半导体是完全不含杂质且无晶格缺陷的纯净半导体称为本征半导体,氯化汞键属于共价键,以HgCl2分子形式存在,氯化汞属于共价化合物,贡的金属性弱,不能做半导体。氯化汞,又称升汞,白色晶体、颗粒或粉末。有剧毒、溶于水、醇、醚和乙酸。氯化汞可用于木材和解剖标本的保存、皮革鞣制和钢铁镂蚀,是分析化学的重要试剂,还可做消毒剂和防腐剂。


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