半導體為什麼摻雜雜質
❶ 二六族化合物半導體摻雜四族雜質為什麼會形成p型半導體
半導體在摻雜後是n型還是p型,主要取決於在半導體中引入的缺陷能級是回靠近價帶還是導帶。如果答靠近價帶的話那結果就是p型導電。
至於摻入雜質後引入多少個缺陷能級,這些缺陷能級處於什麼位置,就要通過理論計算或是實驗測定才能知道了。一般半導體教科書上在Si摻P或B這種能比較直觀判斷的都是比較單純的情況。
❷ 摻雜雜質半導體中影響多數和少數載流子數量的最主要原因是什麼急!!!!
主要原因是雜質在禁帶里占的位置和雜質濃度。
❸ 為什麼製造半導體時要先提純後摻雜質
因為製造半導體器件和集成電路時,最重要的是要很好地控制摻回入的雜質的種類和數答量(濃度);而且有些雜質對半導體載流子的影響也很不好(例如減短壽命、降低遷移率)。
為了達到能夠可控的摻雜和去掉有害雜質,就必須事先把作為原始材料的Si片提純——使之成為本徵半導體。否則就難以實現有目的地摻雜和做好器件和電路。
❹ 半導體熱導率為什麼會隨著摻雜濃度的增加而上升
半導體摻雜後其電阻率大大下降,同時電導率上升。通常摻雜濃度越高,半導體的內導電性就會變得越好,原容因是能進入傳導帶的電子數量會隨著摻雜濃度提高而增加。
電導率的影響因素:
(1)溫度:電導率與溫度具有很大相關性。金屬的電導率隨著溫度的增高而降低。半導體的電導率隨著溫度的增高而增高。在一段溫度值域內,電導率可以被近似為與溫度成正比。為了要比較物質在不同溫度狀況的電導率,必須設定一個共同的參考溫度。電導率與溫度的相關性,時常可以表達為,電導率對上溫度線圖的斜率。
(2)摻雜程度:固態半導體的摻雜程度會造成電導率很大的變化。增加摻雜程度會造成高電導率.水溶液的電導率高低相依於其內含溶質鹽的濃度,或其它會分解為電解質的化學雜質。水樣本的電導率是測量水的含鹽成分、含離子成分、含雜質成分等等的重要指標。水越純凈,電導率越低(電阻率越高)。水的電導率時常以電導系數來紀錄;電導系數是水在 25°C 溫度的電導率。
(3)各向異性:有些物質會有異向性 (anisotropic) 的電導率,必需用 3 X 3 矩陣來表達(使用數學術語,第二階張量,通常是對稱的)。
❺ 為什麼「在純凈的半導體中摻入微量的雜質,會使半導體的導電性能大大增強」
半導體中的雜質對電阻率的影響非常大。半導體中摻入微量雜質時,雜質原子附近的周期勢場受到干擾並形成附加的束縛狀態,在禁帶中產加的雜質能級。例如四價元素鍺或硅晶體中摻入五價元素磷、砷、銻等雜質原子時,雜質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)原子形成共價結合,多餘的一個電子被束縛於雜質原子附近,產生類氫能級。雜質能級位於禁帶上方靠近導帶底附近。雜質能級上的電子很易激發到導帶成為電子載流子。這種能提供電子載流子的雜質稱為施主,相應能級稱為施主能級。施主能級上的電子躍遷到導帶所需能量比從價帶激發到導帶所需能量小得多(圖2)。在鍺或硅晶體中摻入微量三價元素硼、鋁、鎵等雜質原子時,雜質原子與周圍四個鍺(或硅)原子形成共價結合時尚缺少一個電子,因而存在一個空位,與此空位相應的能量狀態就是雜質能級,通常位於禁帶下方靠近價帶處。價帶中的電子很易激發到雜質能級上填補這個空位,使雜質原子成為負離子。價帶中由於缺少一個電子而形成一個空穴載流子(圖3)。這種能提供空穴的雜質稱為受主雜質。存在受主雜質時,在價帶中形成一個空穴載流子所需能量比本徵半導體情形要小得多。半導體摻雜後其電阻率大大下降。加熱或光照產生的熱激發或光激發都會使自由載流子數增加而導致電阻率減小,半導體熱敏電阻和光敏電阻就是根據此原理製成的。對摻入施主雜質的半導體,導電載流子主要是導帶中的電子,屬電子型導電,稱N型半導體。摻入受主雜質的半導體屬空穴型導電,稱P型半導體。半導體在任何溫度下都能產生電子-空穴對,故N型半導體中可存在少量導電空穴,P型半導體中可存在少量導電電子,它們均稱為少數載流子。在半導體器件的各種效應中,少數載流子常扮演重要角色。
❻ 半導體中雜質的作用
半導體之所以能廣泛應用在今日的數位世界中,憑借的就是其能藉由在其晶格中植入雜質改變其電性,這個過程稱之為摻雜(doping)。摻雜進入本質半導體(intrinsic semiconctor)的雜質濃度與極性皆會對半導體的導電特性產生很大的影響。而摻雜過的半導體則稱為外質半導體(extrinsic semiconctor)。
哪種材料適合作為某種半導體材料的摻雜物(dopant)需視兩者的原子特性而定。一般而言,摻雜物依照其帶給被摻雜材料的電荷正負被區分為施體(donor)與受體(acceptor)。施體原子帶來的價電子(valence electrons)大多會與被摻雜的材料原子產生共價鍵,進而被束縛。而沒有和被摻雜材料原子產生共價鍵的電子則會被施體原子微弱地束縛住,這個電子又稱為施體電子。和本質半導體的價電子比起來,施體電子躍遷至傳導帶所需的能量較低,比較容易在半導體材料的晶格中移動,產生電流。雖然施體電子獲得能量會躍遷至傳導帶,但並不會和本質半導體一樣留下一個電洞,施體原子在失去了電子後只會固定在半導體材料的晶格中。因此這種因為摻雜而獲得多餘電子提供傳導的半導體稱為n型半導體(n-type semiconctor),n代表帶負電荷的電子。
和施體相對的,受體原子進入半導體晶格後,因為其價電子數目比半導體原子的價電子數量少,等效上會帶來一個的空位,這個多出的空位即可視為電洞。受體摻雜後的半導體稱為p型半導體(p-type semiconctor),p代表帶正電荷的電洞。
以一個硅的本質半導體來說明摻雜的影響。硅有四個價電子,常用於硅的摻雜物有三價與五價的元素。當只有三個價電子的三價元素如硼(boron)摻雜至硅半導體中時,硼扮演的即是受體的角色,摻雜了硼的硅半導體就是p型半導體。反過來說,如果五價元素如磷(phosphorus)摻雜至硅半導體時,磷扮演施體的角色,摻雜磷的硅半導體成為n型半導體。
一個半導體材料有可能先後摻雜施體與受體,而如何決定此外質半導體為n型或p型必須視摻雜後的半導體中,受體帶來的電洞濃度較高或是施體帶來的電子濃度較高,亦即何者為此外質半導體的「多數載子」(majority carrier)。和多數載子相對的是少數載子(minority carrier)。對於半導體元件的操作原理分析而言,少數載子在半導體中的行為有著非常重要的地位。
❼ 什麼叫雜質半導體雜質半導體有哪幾種為什麼要往純凈的半導體中摻入雜質
本徵半導抄體經過摻雜就襲形成雜質半導體,一般可分為n型半導體和p型半導體,半導體中的雜質對電導率的影響,本徵半導體摻雜後形成的P型或N型半導體,是製造集成電路,二極體晶體管的必須材料 http://ke..com/view/1003023.html?wtp=tt
❽ 為什麼半導體中摻入雜質會在禁帶中引入雜質能級
半導體中摻入微量雜質時,雜質原子附近的周期勢場受到干擾並形成附加的束縛狀態,在禁帶中產加的雜質能級.
雜質能級位於禁帶上方靠近導帶底附近.雜質能級上的電子很易激發到導帶成為電子載流子.這種能提供電子載流子的雜質稱為施主,相應能級稱為施主能級.施主能級上的電子躍遷到導帶所需能量比從價帶激發到導帶所需能量小得多.在鍺或硅晶體中摻入微量三價元素硼、鋁、鎵等雜質原子時,雜質原子與周圍四個鍺(或硅)原子形成共價結合時尚缺少一個電子,因而存在一個空位,與此空位相應的能量狀態就是雜質能級,通常位於禁帶下方靠近價帶處.價帶中的電子很易激發到雜質能級上填補這個空位,使雜質原子成為負離子.價帶中由於缺少一個電子而形成一個空穴載流子.這種能提供空穴的雜質稱為受主雜質.存在受主雜質時,在價帶中形成一個空穴載流子所需能量比本徵半導體情形要小得多.半導體摻雜後其電阻率大大下降.加熱或光照產生的熱激發或光激發都會使自由載流子數增加而導致電阻率減小,半導體熱敏電阻和光敏電阻就是根據此原理製成的.對摻入施主雜質的半導體,導電載流子主要是導帶中的電子,屬電子型導電,稱N型半導體.摻入受主雜質的半導體屬空穴型導電,稱P型半導體.半導體在任何溫度下都能產生電子-空穴對,故N型半導體中可存在少量導電空穴,P型半導體中可存在少量導電電子,它們均稱為少數載流子.在半導體器件的各種效應中,少數載流子常扮演重要角色.http://www.big-bit.com/
❾ 半導體中摻入雜質越多導電越好、我若反過來會成什麼樣呢
反過來不好吧,會導電不好,但是我也沒試過,最好別玩。。。。
❿ 為什麼半導體要摻雜三價或者五價的元素
單晶硅(四價復)時,沒個硅原子制和其周圍的硅原子組成8電子穩定結構。
當三、五族元素摻入到單晶硅後,不管是替位(摻雜原子代替某個硅原子)還是間隙(較小的雜質原子可摻入到硅原子間隙之中),他們的特點都是離8電子穩定結構差1個電子 (三價的是少一個電子,就是在穩定結構之外形成空穴--姑且認為是反電子[希望你能明白,事實上是少1個電子,數學上表示就是多-1個電子,負1個電子就相當於正1個正電子,這里叫空穴,意思是留著可以填充電子的空位=。=];五價的是多一個電子,就是在穩定結構之外形成一個電子啦--其實就是多出來的)。
恰恰就是因為通過摻雜有了電子和空穴才使得本來絕緣的si具有導電性,具體是怎麼導電的,這里就不再贅述了,因為這也不是你的問題。
言歸正傳,如果是四價元素作為雜質的話,即使它不是si,但由於其最外層電子結構和硅一樣,依然會構成8電子穩定結構,不能導電(因為沒有空穴和電子)。對於六價,理論上是可以的,但是由於他的外層電子是六個,只可以同時和兩個si(前面都是四個)公用電子對,結構不穩定,而且這種物質的導電性能如何也不得而知~