
在本征半导体中掺入5价的元素可以得到N型半导体。例如,现在用的最多的硅本征半导体,掺入5价的元素磷或锑都可以,使其转变为N型半导体。
在本征半导体中掺入微量的3价元素等元素杂质时的半导体,称为P型半导体。
单晶硅(四价)时,没个硅原子和其周围的硅原子组成8电子稳定结构。当三、五族元素掺入到单晶硅后,不管是替位(掺杂原子代替某个硅原子)还是间隙(较小的杂质原子可掺入到硅原子间隙之中),他们的特点都是离8电子稳定结构差1个电子 (三价的是少一个电子,就是在稳定结构之外形成空穴--姑且认为是反电子[希望你能明白,事实上是少1个电子,数学上表示就是多-1个电子,负1个电子就相当于正1个正电子,这里叫空穴,意思是留着可以填充电子的空位=。=];五价的是多一个电子,就是在稳定结构之外形成一个电子啦--其实就是多出来的)。
恰恰就是因为通过掺杂有了电子和空穴才使得本来绝缘的si具有导电性,具体是怎么导电的,这里就不再赘述了,因为这也不是你的问题。
言归正传,如果是四价元素作为杂质的话,即使它不是si,但由于其最外层电子结构和硅一样,依然会构成8电子稳定结构,不能导电(因为没有空穴和电子)。对于六价,理论上是可以的,但是由于他的外层电子是六个,只可以同时和两个si(前面都是四个)公用电子对,结构不稳定,而且这种物质的导电性能如何也不得而知~
答案如下:
在本征半导体硅(或锗)中掺入微量的5价元素,例如磷,则磷原子就取代了硅晶体中少量的硅原子,占据晶格上的某些位置.磷原子最外层有5个价电子,其中4个价电子分别与邻近4个硅原子形成共价键结构,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,因此在室温下,即可获得挣脱束缚所需要的能量而成为自由电子,游离于晶格之间.失去电子的磷原子则成为不能移动的正离子.磷原子由于可以释放1个电子而被称为施主原子,又称施主杂质.
在本征半导体中每掺入1个磷原子就可产生1个自由电子,而本征激发产生的空穴的数目不变.这样,在掺入磷的半导体中,自由电子的数目就远远超过了空穴数目,成为多数载流子(简称多子),空穴则为少数载流子(简称少子).
P型半导体,也称为空穴型半导体。P型半导体即空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体。是在纯净的硅晶体中掺入三价元素(如硼),使之取代晶格中硅原子的位子,就形成P型半导体。在P型半导体中,空穴为多子,自由电子为少子,主要靠空穴导电。
掺入的杂质越多,多子(空穴)的浓度就越高,导电性能就越强。
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