半导体的n型和p型ppt.ppt

半导体的n型、p型掺杂教师:黄辉办公室:创新园大厦A1226*2本章内容****根据物体导电能力(电阻率)的不同,物质可分为导体(ρ<10-1Ω·cm)、绝缘体(ρ>109Ω·cm)和半导体(10-1Ω<ρ<109Ω·cm)三大类。半导体应用极为广泛,因为它具有热敏性、光敏性、掺杂性等特殊性能。***典型的半导体有硅Si和锗Ge以及***化镓GaAs等,其都是4价元素(外层轨道上的电子通常称为价电子),其原子结构模型和简化模型如图所示。***每个原子最外层的价电子,不仅受到自身原子核的束缚,同时还受到相邻原子核的吸引。因此,价电子不仅围绕自身的原子核运动,同时也出现在围绕相邻原子核的轨道上。于是,两个相邻的原子共有一对共价电子,这一对价电子组成所谓的。硅、锗原子的共价键结构如图所示。***纯净的、不含其他杂质的半导体称为本征半导体。在室温下,本征半导体共价键中的价电子获得足够的能量,挣脱共价键的束缚成为自由电子,在原位留下一个空穴,这种产生电子-空穴对的现象称为本征激发。在热力学温度零度(即T=0K,相当于-273℃)时,价电子的能量不足以挣脱共价键的束缚,因此,晶体中没有自由电子。所以在T=0K时,半导体不能导电,如同绝缘体一样。***由于随机热振动致使共价键被打破而产生电子空穴对。本征半导体中存在两种载流子:带负电的自由电子和带正电的空穴。分别用n和p表示自由电子和空穴的浓度,有n=p。***空穴、电子导电机理 由于共价键出现了空穴,在外加电场或其它的作用下,邻近价电子就可填补到这个空位上,而在这个电子原来的位置上又留下新的空位,以后其他电子又可转移到这个新的空位。这样就使共价键中出现一定的电荷迁移。空穴的移动方向和电子移动方向是相反的。***本征半导体中虽有两种载流子,但因本征载子浓度很低,导电能力很差。如在本征半导体中掺入某种特定杂质,成为杂质半导体后,其导电性能将发生质的变化。N型半导体——掺入五价杂质元素(如磷、***)的半导体。P型半导体——掺入三价杂质元素(如硼、镓)的半导体。***因五价杂质原子中只有四个价电子能与周围四个半导体原子中的价电子形成共价键,而多余的一个价电子因无共价键束缚而很容易形成自由电子。n型半导体在N型半导体中自由电子是多数载流子,它主要由杂质原子提供;空穴是少数载流子,由热激发形成。**