为什么半导体的禁带宽度与温度有关,而与掺杂浓度无关?

为什么半导体的禁带宽度与温度有关,而与掺杂浓度无关?,第1张

我来回答一下,本人某电微电子科学与工程专业,有表述不当之处,望批评指正。影响半导体禁带宽度的因素主要有两种:温度与掺杂浓度。(以si、Ge、GaAs半导体为主)1、半导体禁带宽度具有负温度系数: 从原子到晶体,经过价键杂化(即:sp3杂化),一条原子能级一般对应多个能带。当温度升高时,晶体的原子间距增大,能带宽度虽然变窄,但禁带宽度却是减小的。(这里解释一下,虽然原子间距增大了,并且能带宽度变窄了,但是此时有多条能带,相对来说,禁带宽度是变小的);2、掺杂浓度升高时,由于杂质能级的出现,可能导致禁带宽度变窄:其实这一点从本质来解释是不太好理解的,我这里举个例子,再给出我个人的一些理解,希望可以帮助你理解这一点。例:在BJT中,发射区高掺杂会导致禁带宽度变窄。我个人理解是,有了杂质能级的加入,导电性增强,就像把禁带宽度一分为二,原先的阻碍减少了一部分,相当于禁带宽度变窄了。(纯属个人理解)

SIMS。半导体的掺杂浓度,比如说掺硼、掺磷、掺砷、掺铝这些扩散,都是用D-SIMS测的。因为D-SIMS对应的叫动态匹配,低浓度到高浓度的范围还是比较广的。半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体在消费电子、通信系统、医疗仪器等领域有广泛应用。

就是在四价的半导体内加入导电的元素,比如在硅,锗中加入三价的硼或者五价的磷等来提高导电性,加入的愈多,半导体材料的导电性越强。以加入的比例不同分为轻掺杂、中掺杂和重掺杂。

轻掺杂和重掺杂一般同时出现在一个器件里的,因为轻重掺杂的费米能级不一样,所以设计器件的时候有的时候把相同的半导体材料掺杂到不同的浓度实现功能。

扩展资料:

半导体的特性:

1,半导体的电阻率随温度上升而明显下降,呈负温度系数的特性,半导体的导电能力随温度的增高而显著增强,有些半导体对温度的反映特别的灵敏,通常利用这种半导体做成热敏元件。

2,十导体的电阻率随光照的不同而改变-半导体的导电能力随光照强度的变化而变化;有些半导体当光照强度很大时变化很大,例如硫化镉薄膜,当无光照时,它的电阻达到几十兆欧姆,是绝缘体;而受到光照时,其电阻只有几十千欧姆。利用半导体的这种特性,我们可以做成各种光敏元件。

3,半导体的电阻率与所含微量杂质的浓度有很大关系,如果在纯净的半导体中掺人微量的其他元素(通常称作掺杂),半导体的导电能力会随着掺杂浓度的变化而发生显著的变化。


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