n型与p型半导体.doc

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1、n-型和p-型半导体半导体的电子性质是由价带和导带之间的带隙大小决定的(见第2章副篇)。有些物质的带隙具有固定的大小,这些物质叫本征半导体(intrinsicsemiconductor),许多半导体是所谓的非本征半导体(extrinsicsemiconductor,或外赋半导体),其带隙的大小是通过小心地加入杂质控制的。加入杂质的过程叫掺杂(doping)。让我们以硅半导体为例,对掺杂的结果做说明(图)。Fig.p-andn-typesemiconductorsSi是第IV族元素,当用第V族元素P掺杂时,杂质P原子的能级恰好处于Si的导带的下方。每个P原子使用其

2、5个价电子中的4个与相邻的4个Si原子形成化学键,热能就足以将那个“额外”的价电子激发至导带,留下一个不能移动的P+正离子。这里的P原子叫给体原子(donoratom),这类半导体的导电性主要依赖给体原子的电子在导带中的运动。它们被称作n-型半导体,n是negative的首字母,指载流子带负电荷。当用第III族元素Al掺杂时,杂质Al原子的能级恰好处于Si的价带的上方。由于每个Al原子只有3个价电子,与相邻的3个Si原子形成电子对键,与第4个Si原子只能形成单电子键。然而,此时的价带电子容易激发至受体能级的一个Al原子,形成一个不能移动的Al-负离子,这里的Al

3、原子叫受体原子(acceptoratom)。在这种情况下,价带产生了一个带正电荷的空穴。这类半导体的导电性主要依赖带正电荷的空穴的迁移,它们被叫作p-型半导体,p是positive的首字母。