雜質(zhì)半導(dǎo)體,雜質(zhì)半導(dǎo)體的分類,雜質(zhì)半導(dǎo)體參數(shù)指標(biāo)等
半導(dǎo)體中摻入微量雜質(zhì)時，雜質(zhì)原子附近的周期勢場受到干擾并形成附加的束縛狀態(tài)，在禁帶中產(chǎn)生附加的雜質(zhì)能級。能提供電子載流子的雜質(zhì)稱為施主(dONor)雜質(zhì)，相應(yīng)能級稱為施主能級，位于禁帶上方靠近導(dǎo)帶底附近。例如四價元素鍺或硅晶體中摻入五價元素磷、砷、銻等雜質(zhì)原子時，雜質(zhì)原子作為晶格的一分子，其五個價電子中有四個與周圍的鍺（或硅）原子形成共價鍵，多余的一個電子被束縛于雜質(zhì)原子附近，產(chǎn)生類氫淺能級—施主能級。施主能級上的電子躍遷到導(dǎo)帶所需能量比從價帶激發(fā)到導(dǎo)帶所需能量小得多，很易激發(fā)到導(dǎo)帶成為電子載流子，因此對于摻入施主雜質(zhì)的半導(dǎo)體，導(dǎo)電載流子主要是被激發(fā)到導(dǎo)帶中的電子，屬電子導(dǎo)電型，稱為N型半導(dǎo)體。由于半導(dǎo)體中總是存在本征激發(fā)的電子空穴對，所以在n型半導(dǎo)體中電子是多數(shù)載流子，空穴是少數(shù)載流子。
相應(yīng)地，能提供空穴載流子的雜質(zhì)稱為受主(acceptor)雜質(zhì)，相應(yīng)能級稱為受主能級，位于禁帶下方靠近價帶頂附近。例如在鍺或硅晶體中摻入微量三價元素硼、鋁、鎵等雜質(zhì)原子時，雜質(zhì)原子與周圍四個鍺（或硅）原子形成共價結(jié)合時尚缺少一個電子，因而存在一個空位，與此空位相應(yīng)的能量狀態(tài)就是受主能級。由于受主能級靠近價帶頂，價帶中的電子很容易激發(fā)到受主能級上填補這個空位，使受主雜質(zhì)原子成為負電中心。同時價帶中由于電離出一個電子而留下一個空位，形成自由的空穴載流子，這一過程所需電離能比本征半導(dǎo)體情形下產(chǎn)生電子空穴對要小得多。因此這時空穴是多數(shù)載流子，雜質(zhì)半導(dǎo)體主要靠空穴導(dǎo)電，即空穴導(dǎo)電型，稱為p型半導(dǎo)體。在P型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，電子是少數(shù)載流子。在半導(dǎo)體器件的各種效應(yīng)中，少數(shù)載流子常扮演重要角色。
在硅（或鍺）的晶體內(nèi)摻入少量三價元素雜質(zhì)，如硼（或銦）等，因硼原子只有三個價電子，它與周圍硅原子組成共價鍵時，因缺少一個電子，在晶體中便產(chǎn)生一個空位，當(dāng)相鄰共價鍵上的電子受到熱振動或在其他激發(fā)條件下獲得能量時，就有可能填補這個空位，使硼原子成為不能移動的負離子，而原來硅原子的共價鍵則因缺少一個電子，形成了空穴，半導(dǎo)體呈中性。
