在本征半导体中加入什么元素可形成n型半导体

在本征半导体中加入什么元素可形成n型半导体,第1张

在本征半导体中加入五价元素可形成n型半导体。本征半导体中加入磷、锑、砷元素可形成N型半导体,加入的都是5价元素。

本征半导体是指完全不含杂质且无晶格缺陷的纯净半导体,一般是指其导电能力主要由材料的本征激发决定的纯净半导体。典型的本征半导体有硅(Si)、锗(Ge)及砷化镓(GaAs)等。n型半导体也称为电子型半导体。N型半导体即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体。

半导体

在绝对零度温度下,半导体的价带是满带,受到光电注入或热激发后,价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带,价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位,称为空穴,导带中的电子和价带中的空穴合称为电子空穴对。

上述产生的电子和空穴均能自由移动,成为自由载流子,它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流,分别称为电子导电和空穴导电。在本征半导体中,这两种载流子的浓度是相等的。随着温度的升高,其浓度基本上是按指数规律增长的。

半导体实验

导带中的电子会落入空穴,使电子空穴对消失,称为复合。复合时产生的能量以电磁辐射或晶格热振动的形式释放。在一定温度下,电子空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡,此时本征半导体具有一定的载流子浓度,从而具有一定的电导率。

加热或光照会使半导体发生热激发或光激发,从而产生更多的电子空穴对,这时载流子浓度增加,电导率增加。半导体热敏电阻和光敏电阻等半导体器件就是根据此原理制成的。常温下本征半导体的电导率较小,载流子浓度对温度变化敏感,所以很难对半导体特性进行控制,因此实际应用不多。

P型半导体

N型半导体,以电子为多数载流子的半导材料,n为negative(负)之意。n型半导体是通过引入施主型杂质而形成的。在纯半导体材料中掺入杂质,使禁带中出现杂质能级,若杂质原子能给出电子的,其能级为施主能级,该半导体为n型半导体。

如将V族元素砷杂质加入到IV族半导体硅中。它能改变半导体的导电率和导电类型。对n型半导体,电子激发进入导带成为主要载流子。例如,掺入第15(VA)族元素(磷、砷、锑、铋等)的硅与锗。

楼主您好。本征半导体中,空穴和电子数目相等,是完全不含杂质且无晶格缺陷的纯净半导体,实际的半导体由于缺陷、掺杂等各种原因,根据导电机制不同划分为n型和p型半导体;而本征半导体的掺杂有这么几个原则:掺杂高价元素(施主杂质),可以提供更多的电子,导致本征半导体中的电子-空穴对平衡移动,空穴减少,成为n型半导体。而掺杂低价元素(受主杂质),导致半导体中电子数目减少,相应空穴数目增多,成为p型半导体。总结来说,与本征半导体本身的价态有关,如果在Si半导体中,楼主提到的五价元素掺杂可以使Si成为n型半导体;掺杂三价元素会成为p型半导体。

不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。 在纯净的硅晶体(本征半导体)中掺入五价元素(如磷), 使之取代晶格中硅原子的位置,就形成了N型半导体。补充: http://kemaoic.com/shownews.asp?id=90 杂质半导体的导电特性, 本征半导体的导电能力很弱, 热稳定性 也很差,因此,不宜直接用它制造 半导体器件 。半导体器件多数是用含有一定数量的某种杂质的半导体制成。根据掺入杂质性质的不同,杂质半导体分为N型半导体和P型半导体两种。 一、N型半导体 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。如图Z0103所示。 由图可见,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 )。显然,参与导电的主要是电子,故这种半导体称为电子型半导体,简称N型半导体。

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