杂质半导体分为哪两种

杂质半导体分为哪两种,第1张

1、杂质半导体按导体电流类型分为百电子型半导体和空穴型半导体

2、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,其能级为度施主能级,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,内掺入第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。

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(容如硼),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

半导体采用的元素材料一般为外层电子数为4的元素(如硅和锗),这些元素的原子的导电性不稳定,外层电子很容易离开原子核的引力范围,成为自由电子,同时在原子内部留下呈现正电性的原子结构。

如果在硅基体中掺入少量的价电子数为3的元素(如硼),当硼和硅形成共价键的时候,因为硼的外层电子不足以完全填补硅原子的空轨道,必然要吸收一个多余的自由电子来成键,于是在半导体内部形成一个“空壳”,这个空壳呈现出正电性。硅和硼的这种混合物被称为P型半导体(Positive Semiconduct)。

如果硅基体中掺入少量的价电子数为5的元素(如磷),当磷和硅形成共价键的时候,因为磷的外层电子在完全填补硅原子的空轨道还有富余,必然会脱离原子核成为自由电子,于是在半导体内部呈现出负电性。硅和磷的这种混合物被称为N型半导体(Negative Semiconduct)。

P型和N型半导体是二极管和三极管制作的基础。

砷作为外层电子数为5的元素,它和锗的组合将会产生N型半导体。但是考虑到原料成本因素,通常半导体工业都会选择磷而非砷作为N型半导体的制作原料。


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