- 半导体基础与掺杂 - 半导体是电子电路的基本元件 - 掺杂是改变半导体电学性质的手段 - 掺杂目的:改善半导体性能,构造器件 - 杂质定义:异于半导体基本原子的其他原子 - 破坏性杂质:如金属离子,需去除 - 改善性杂质:施主杂质和受主杂质 - 施主杂质与受主杂质 - 施主杂质 - 定义:提供电子的杂质 - 特点:最外层电子数多于半导体基本原子 - 行为:通过电离释放自由电子 - 能级:施主能级靠近导带底 - 影响:提高导带电子浓度,形成N型半导体 - 受主杂质 - 定义:接受电子、提供空穴的杂质 - 特点:最外层电子数少于半导体基本原子 - 行为:通过电离产生价带空穴 - 能级:受主能级靠近价带顶 - 影响:提高价带空穴浓度,形成P型半导体 - N型半导体与P型半导体 - N型半导体 - 导电类型:以电子导电为主 - 多子:电子 - 少子:空穴 - 标识:用“N”表示 - 能带图:导带电子浓度远大于价带空穴浓度 - P型半导体 - 导电类型:以空穴导电为主 - 多子:空穴 - 少子:电子 - 标识:用“P”表示 - 能带图:价带空穴浓度远大于导带电子浓度 - 掺杂对半导体的影响 - 掺杂方式:离子注入或扩散 - 杂质位置分类 - 替位式杂质 - 条件:大小相近,最外层结构相似 - 作用:改善电学性质的基础 - 间隙式杂质 - 特点:原子半径较小,存在于晶格间隙中 - 电离行为 - 施主杂质电离:产生导带电子 - 受主杂质电离:产生价带空穴 - 总结与思考 - 掺杂目的:改善半导体电学性质 - 杂质分类:替位式和间隙式 - 重要行为:电离 - 形成半导体类型:N型和P型 - 思考题:同时掺入施主和受主杂质的情况分析