杂质越多直流射流导电性能越大

杂质越多直流射流导电性能越大,第1张

这是一个很基础的半导体物理概念,其实题主要的答案《半导体物理》这本教材中有很详细的解答。

简单举例来说,纯净的硅(Si),即本征半导体,导电性是很差的。所以为了增强电导率,不管在哪一方面的实际应用中几乎都需要向本征硅中掺杂三五族元素,即硼、磷。这一步骤在硅晶元(Wafer)出厂时就已经完成,工厂购买硅晶元时会定制掺杂量。

晶元图片(每个小方块为预制的一个半导体器件区)

上述过程一般而言掺杂量越大导电性越强。这个掺杂过程的详细解读及其导电性的定量分析可以在上述的书中找到,或者网上下ppt课件也可以很容易掌握其掺杂规律。

而整体来说,除了掺杂量以外半导体的导电性还和温度、电场、外加光照等等因素有关,是个较复杂的关系。

如果说掺杂其他的非导电绝缘(或导体)物质,那其导电性就需要具体个例来具体判断了。

1.波尔兹曼统计与价带和导带上电子的分布状态并不能形成因果关系。也就是说价带和导带上的电子数量的多少并不是由波尔兹曼统计所左右的。他们与半导体的掺杂浓度、温度、半导体的导电类型有关。

半导体是N型还是P型与其本身和掺杂的材料有关,大体上可以理解为,掺入施主杂质多则为N型,受主杂质多则为P型。

波尔兹曼统计是在不满足费米分布的量子态上适用的载流子统计分布。

“价带上电子基本上是满的,而导带上基本上是没有电子”----它的前提是在绝对零度时,可以这样认为。

2.单纯对于N或者P,半导体的导电本质是少数载流子导电,导带电子与价带空穴分别是导带和价带中的少子,它们决定了半导体的导电特性,所以在研究过程中多数只考虑少子。

3.产生与复合是两个相对的过程。例如:在平衡状态下,半导体内的电子-空穴的产生与复合保持着动态平衡,宏观电流为零。

4.你需要读懂《半导体物理》中空穴的定义。粗略的理解:导带中的每一个电子对应于价带中的一个空穴,它们都是带电粒子;而其他量子态则是电子-空穴对的状态,是不带电的。

这两个概率分别表示量子态被电子和空穴占据的概率,而不是电子和空穴出现的概率。主语不同。

需要注意的是,在特定情况下,不只是允带中才会出现电子和空穴,禁带中也会出现。如果继续学《半导体物理》,你会在接下来的章节中了解到。

希望对你有所帮助。


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