半导体中耗尽区和漂移区各自是什么意思

耗尽层就是在PN结附近,其中的载流子因扩散而耗尽,只留下不能移动的正负离子的区域,又称空间电荷区.在 P 型半导体中有许多带正电荷的空穴和带负电荷的电离杂质.在电场的作用下,空穴是可以移动的,而电离杂质（离子）是固定不动的 .N 型半导体中有许多可动的负电子和固定的正离子.当P型和N型半导体接触时,在界面附近空穴从P型半导体向N型半导体扩散,电子从N型半导体向P型半导体扩散.空穴和电子相遇而复合,载流子消失.因此在界面附近的结区中有一段距离缺少载流子,却有分布在空间的带电的固定离子,称为空间电荷区 .P 型半导体一边的空间电荷是负离子 ,N 型半导体一边的空间电荷是正离子.正负离子在界面附近产生电场,这电场阻止载流子进一步扩散 ,达到平衡.

PN结金硅面垒型半导体探测器，2 mm厚度灵敏区仅相当于1.1MeV β射线的射程。为了探测高能射线而采用锂漂移技术，在P型和N型半导体材料之间形成一个本征半导体区，可获得厚度大于10 mm的灵敏区。称为PIN结锂漂移型半导体探测器。

如图4-3-2所示，在P区电子是少数载流子，空穴浓度比电子多很多；在N区空穴是少数载流子，电子浓度比空穴浓度多得多。在I区，电子和空穴浓度相等，P、I和N型三者连接后，电子和空穴扩散结果，在P、N和I区的界面附近分别形成正、负空间电荷区（见图4-3-2）。形成I区内电场Ei。

在PIN结两端加上反向电压，内电场Ei将得到增强。与PN结类似，I区即为探测射线产生电离的灵敏区，厚度较大，可以探测高能射线。

图4-3-2 PIN结探测器示意图

锂在硅和锗中的电离能很低（在硅中为0.033 eV，在锗中为0.093 eV），很容易电离而且离子半径仅有0.06 nm。在P型硅或锗表面镀一层锂，而锂很快穿过硅或锗的晶格，处于晶格之间成为施主杂质。在PIN结所加反向电压作用下，锂电离成锂离子与受主结合成中性分子，使I区内电子和空穴大大减少，起到“补偿”作用，形成电阻率很高的本征区。

硅和锗加上锂作为漂移材料制成锗锂漂移探测器——Ge（Li）；或硅锂漂移探测器——Si（Li）。锗锂漂移探测器有两种：即平面型和同轴型。目前平面型为圆片状只能获得15～20 mm厚的本征区。同轴型为圆柱状，中心小圆柱为P区，外层为N区，中间为I区（本征区）。目前Ge（Li）灵敏区可达150 cm3左右，体积较大。Ge（Li）探测器主要用于γ能谱测量，能量分辨率很好。必须在低温下（液氮-196℃）工作和保存。

Si（Li）探测器，主要用于X射线能谱测量，在1～100 keV范围有很高的能量分辨率；也可用于β射线测量。必须液氮温度下工作，可以在室温下保存。

先进行多子扩散，在中间形成空间电荷区，使得空间电荷区加宽，内电场增强，从而阻止扩散运动的进行；接下来，少子在内电场作用下，发生漂移运动，又使得空间电荷区缩短。但是在最后，多子和少子的数目达到动态的平衡，也就形成了PN结。

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