如何制备N型半导体?

如何制备N型半导体?,第1张

在本征半导体中掺入化合价比本征半导体要高的杂质。

比如硅是四价,掺入五价的磷,这样每个磷就贡献出了一个价带电子,成为n型。

反之如果要制备p型,就掺入化合价较低的杂质,比如硅里面掺硼。

另外,掺杂只是一种方法。还有一些特殊的半导体利用缺陷形成n型或p型的,或者自然而然就是n型,想造p型都困难的半导体,这里就不再赘述了。

霍尔效应是一种磁敏效应,一般在半导体薄片的长度X方向上施加磁感应强度为B的磁场,则在宽度Y方向上会产生电动势UH,这种现象即称为霍尔效应。UH称为霍尔电势,其大小可表示为:UH=RH/d*IC*B(1)式中,RH称为霍尔系数,由导体材料的性质决定;d为导体材料的厚度,IC为电流强度,B为磁感应强度。设RH/d=K,则式(1)可写为:UH=K*IC*B(2)可见,霍尔电压与控制电流及磁感应强度的乘积成正比,K称霍尔系数。K值越大,灵敏度就越高;元件厚度越小,输出电压也越大。霍尔系数:K=1/(n*q)式中,n为载流子密度,一般金属中载流子密度很大,所以金属材料的霍尔系数系数很小,霍尔效应不明显;而半导体中的载流子的密度比金属要小得多,所以半导体的霍尔系数系数比金属大得多,能产生较大的霍尔效应,故霍尔元件不用金属材料而是用半导体。而在半导体材料中,N型半导体材料的载流子迁移率比P型半导体材料大,所以霍尔元件多采用N型半导体材料制作。希望对你有所帮助。

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。


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