复习闪卡半导体物理第二章.ppt

小结 * 施主杂质、施主能级 受主杂质、受主能级 如何用能带理论解释什么是施主杂质、施主杂质 杂质的补偿作用 深能级杂质 硅、锗晶体中的杂质能级 化合物半导体中的杂质能级 缺陷、位错能级 小结 * * 电子工程系EE 电子工程系EE 电子工程系EE 电子工程系EE 电子工程系EE 电子工程系EE 电子工程系EE 电子工程系EE 电子工程系EE 电子工程系EE 电子工程系EE 电子工程系EE 半导体物理复习闪卡第二章 半导体中杂质和缺陷能级 1 2015年10月 硅、锗晶体中的杂质能级 * 硅、锗晶体中的杂质能级 化合物半导体中的杂质能级 缺陷、位错能级 小结 杂质存在的方式 金刚石结构Si中，一个晶胞内的原子占晶体原胞的34%，空隙占66% 杂质——与本体元素不同的其他元素 缺陷——原子周期性排列被破坏 影响半导体材料的物理、化学性质 硅、锗晶体中的杂质能级 * Si Si Si Si Si Si Si P Si Li 半导体中杂质存在方式有：_____式 和_____式 * 间隙式杂质、替位式杂质 B 替位式杂质 原子大小与被取代的 晶体原子大小______ A 间隙式杂质 原子半径_______ 硅、锗晶体中的杂质能级 ____族的替位杂质——施主杂质或___ 型杂质 在硅Si中掺入P Si Si Si Si Si Si Si P+ Si 电离后： 磷原子替代硅原子后，形成一个____和一个_________。 硅、锗晶体中的杂质能级 施主杂质、施主能级 含有施主杂质的半导体，其导电的载流子主要是_____,被称为____型半导体，或_____ * 施主杂质、施主能级 被施主杂质束缚的电子的能量比______略低，称为施主能级____。 E？ 施主电离能 △ED=弱束缚的电子摆脱杂质原子束缚成为晶格中自由运动的电子（导带中的电子）所需要的能量。△ED =？－ ？ * E？ E？ E？ * 在Si中掺入B ____族替位杂质——受主杂质 B获得一个电子变成_____，周围产生带____电的_____。 B－ ＋ B－ E? 受主杂质、受主能级 受主杂质向价带提供______。 被受主杂质束缚的空穴能量比价带顶E?_____ ，称为受主能级，E? * E? E? E? 受主电离能 △EA=空穴摆脱受主杂质束缚成为导电空穴所需要的能量△EA =？－ ？ 受主杂质、受主能级 含有受主杂质的半导体，其导电的载流子主要是____, 被称为____型半导体，或_____。 N型、P型半导体的特征 * EC ED EV EA - - - - + + + + - - - - + + + + N型半导体特征： a 施主杂质电离，导带中出现施主提供的导电电子 b 电子浓度n 〉空穴浓度p P 型半导体特征： a 受主杂质电离，价带中出现受主提供的导电空穴 b空穴浓度p 〉电子浓度n N型和P型半导体都称为极性半导体 Eg 多子：多数载流子 少子：少数载流子 N型半导体导带电子数由施主决定，半导体导电的载流子主要是电子。电子为多子，空穴为少子。 P型半导体价带空穴数由受主决定，半导体导电的载流子主要是空穴。空穴为多子，电子为少子。 * 杂质激发、杂质半导体 本征激发、本征半导体 杂质半导体 杂质半导体中杂质载流子浓度______本征载流子浓度 Si 在室温下，本征载流子浓度为?/cm3 * 施主杂质：?? 受主杂质：?? 浅能级杂质 杂质的双重作用： 改变半导体的?? 决定半导体的?? 杂质能级在禁带中的位置 杂质的补偿作用 * Ec ED 电离施主 电离受主 Ev (1) ND＞NA 半导体中同时存在施主和受主杂质，施主和受主之间有互相抵消的作用，即杂质的补偿作用 EA 有效的施主浓度 n=_________, 此时半导体为_____型. * Ec ED EA Ev 电离施主 电离受主 (2) NDNA 杂质的补偿作用 有效受主浓度p=________, 此时半导体为____型半导体 * (3) ND≈NA 杂质的高度补偿 Ec ED EA Ev 本征激发产生的导带电子 本征激发产生的价带空穴 杂质的补偿作用 深能级杂质 * 浅能级杂质 深能级杂质→能级_______导带底EC或价带顶EV ，杂质电离能_______ 典型的深能级杂质元素有: ????? EC ED EV EA Eg EC EA EV ED Eg 缺陷、位错能级 缺陷对材料性能有重要的影响 理想晶体：?? 实际晶体：?? 缺陷的类型 点缺陷：空位、间隙原子 线缺陷：位错 面缺陷：层错、晶界 硅、锗晶体中的杂质能级 化合物半导体中的杂质能级 缺陷、位错能级 小结 缺陷、位错能级 杂质缺陷(组成缺陷 ）: 外来原子进入主晶格产