影响半导体禁带宽度的因素有哪些?分别是怎么影响的?

影响半导体禁带宽度的因素有哪些?分别是怎么影响的?,第1张

我来回答一下,本人某电微电子科学与工程专业,有表述不当之处,望批评指正。影响半导体禁带宽度的因素主要有两种:温度与掺杂浓度。(以si、Ge、GaAs半导体为主)1、半导体禁带宽度具有负温度系数: 从原子到晶体,经过价键杂化(即:sp3杂化),一条原子能级一般对应多个能带。当温度升高时,晶体的原子间距增大,能带宽度虽然变窄,但禁带宽度却是减小的。(这里解释一下,虽然原子间距增大了,并且能带宽度变窄了,但是此时有多条能带,相对来说,禁带宽度是变小的);2、掺杂浓度升高时,由于杂质能级的出现,可能导致禁带宽度变窄:其实这一点从本质来解释是不太好理解的,我这里举个例子,再给出我个人的一些理解,希望可以帮助你理解这一点。例:在BJT中,发射区高掺杂会导致禁带宽度变窄。我个人理解是,有了杂质能级的加入,导电性增强,就像把禁带宽度一分为二,原先的阻碍减少了一部分,相当于禁带宽度变窄了。(纯属个人理解)

1、概念不同:

能带宽度:为价带和导带的宽度,即电子能量分裂的一个个密集能级组成的宽度。 禁带宽度:为导带和价带的间距。能带宽度就是通电的能力,禁带宽度就是组电的能力。

2、所含电子不同:

能带:是用量子力学的方法研究固体内部电子运动的理论。始于20世纪初期,在量子力学确立以后发展起来的一种近似理论。

它曾经定性地阐明了晶体中电子运动的普遍特点,并进而说明了导体与绝缘体、半导体的区别所在,解释了晶体中电子的平均自由程问题。

禁带宽度:是指一个能带宽度,固体中电子的能量是不可以连续取值的,而是一些不连续的能带,要导电就要有自由电子存在,自由电子存在的能带称为导带(能导电),被束缚的电子要成为自由电子,就必须获得足够能量从而跃迁到导带,这个能量的最小值就是禁带宽度。

例如:锗的禁带宽度为0.66ev;硅的禁带宽度为1.12ev;砷化镓的禁带宽度为1.46ev。‘

扩展资料:

结构

固体材料的能带结构由多条能带组成,能带分为传导带(简称导带)、价电带(简称价带)和禁带等,导带和价带间的空隙称为能隙。

能带结构可以解释固体中导体、半导体、绝缘体三大类区别的由来。材料的导电性是由“传导带”中含有的电子数量决定。当电子从“价带”获得能量而跳跃至“传导带”时,电子就可以在带间任意移动而导电。

参考资料:百度百科——能带

参考资料:百度百科——禁带宽度


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