型半导体材料的设计与性能分析(11 页)Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。景德镇陶瓷学院 半导体课程设计报告设 计 题 目 n 型 半导体材料的设计与性能分析 专业班级 姓名 学号 指 导 教 师 完 成 时 间 一﹑杂质半导体的应用背景半导体中的杂质对电离率的影响非常大，本征半导体经过掺杂就形成杂质半导体，半导体中掺杂微量杂质时，杂质原子的附近的周期势场的干扰并形成附加的束缚状态，在禁带只能够产生的杂质能级。能提供电子载流子的杂质称为施主杂质，相应能级称为施主能级，位于禁带上方靠近导带底附近。一、N 型半导体 在本征半导提硅（或锗）中掺入微量的 5 价元素，例如磷，则磷就取代了硅晶体中少量的硅原子，占据上的某些位置。 磷最外层有 5 个，其中 4 个价电子分别与邻近 4 个硅原子形成结构，多余的 1个价电子在共价键之外，只受到磷原子对它微弱的束缚，因此在下，即可获得挣脱束缚所需要的而成为，游离于之间。失去电子的磷原子则成为不能移动的正离子。磷由于可以释放 1 个电子而被称为施主原子，又称。在中每掺入 1 个磷就可产生 1 个自由电子，而产生的的数目不变。这样，在掺入磷的半导体中，自由电子的数目就远远超过了数目，成为（简称多子），空穴则为少数载流子（简称）。显然，参加导电的主要是电子，故这种半导体称为电子型半导体，简称 N 型半导体。二、P 型半导体 在本征半导体硅（或锗）中，若掺入微量的 3 价元素，如硼，这时硼原子就取代了晶体中的少量硅原子，占据晶格上的某些位置。硼原子的 3 个分别与其邻近的 3 个硅原子中的 3 个价电子组成完整的，而与其相邻的另 1 个硅原子的共价键中则缺少 1 个电子，出现了 1 个。这个被附近硅原子中的价电子来填充后，使 3 价的硼原子获得了 1 个电子而变成负离子。同时，邻近共价键上出现 1 个空穴。由于硼起着接受电子的作用，故称为原子，又称。在本征半导体中每掺入 1 个硼原子就可以提供 1 个，当掺入一定数量的硼，就可以使半导体中空穴的数目远大于本征激发电子的数目，成为多数载流子，而电子则成为少数载流子。显然，参加导电的主要是空穴，故这种半导体称为空穴型半导体，简称 P 型半导体。由于本征载流子浓度随温度的迅速变化，用本征材料制作的器件性能很不稳定，所以制造半导体器件需用含适当杂质的半导体材料。 从 20 世纪 70 年代到现在，杂质...
