怎麼找硅鍺半導體施主雜質

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半導體 能帶 p型半導體 n型 半導體 晶體二極體、三極體
【半導體】 導電性能介於導體和絕緣體之間非離子性導電的物質。室溫時其電阻率約為10-3～l09歐姆·厘米。一般是固體。例如鍺（Ge）、硅（Si）以及一些化合物半導體。如碲化鉛（PbTe）、砷化銦（InAs）、硫化鉛（PbS）、碳化硅（SiC）等。與金屬材料不同，半導體中雜質含量和外界條件的改變（如溫度變化、受光照射等），都會使半導體的導電性能發生顯著變化。純度很高，內部結構完整的半導體，在極低的溫度下幾乎不導電，接近絕緣體。但隨著溫度的升高半導體的電阻迅速減小。含有少量雜質，內部結構不很完整的半導體通常可分為n型和p型兩類。半導體的p－n結以及半導體同某些金屬相接觸的邊界層，都具有單向導電或在光照下產生電勢差的特性。利用這些特性可以製成各種器件，如半導體二極體、三極體和集成電路等。半導體之所以具有介於導體和絕緣體之間的導電性，是因為它的原子結構比較特殊，即其外層電子既不象導體那樣容易掙脫其原子核的束縛，也不象絕緣體中的電子被原子核緊緊地束縛著。這就決定了它的導電性介於兩者之間。
【能帶】 研究固體物理學中的一種理論。雖然所有的固體都包含大量的電子，但有的具有很好的電子導電性能，有的則基本上觀察不到任何電子導電性。這一基本事實曾長期得不到解釋。在能帶理論的基礎上，首次對為什麼有導體、絕緣體和半導體的區分提出了一個理論上的說明，這是能帶論發展初期的重大成就。在物理學中往往形象化地用水平橫線表示電子的能量值，能量越大，線的位置越高。一定能量范圍內的許多能級（彼此相隔很近）形成一條帶，稱為「能帶」。各種晶體的能帶數目及其寬度等均不相同。相鄰兩能帶間的能量范圍稱為「能隙」或「禁帶」，晶體中的電子不能具有這種能量。完全被電子占據的能帶稱為「滿帶」，滿帶中的電子不會導電；沒有電子占據的帶稱為「空帶」；部分被占據的稱為「導帶」，導帶中的電子才能導電，價電子所佔據的能帶稱為「價帶」。能量比價帶低的各能帶一般都是滿帶。價帶可以是滿帶也可以是導帶；如在金屬中是導帶，所以金屬能導電，在絕緣體和半導體中是滿帶，所以它們不能導電。但半導體很容易因其中有雜質或受外界影響（如光照、加熱等），使價帶中的電子數減少，或使空帶中出現一些電子而成為導帶，因而也能導電。
【本徵半導體】 不含雜質且結構非常完整的半導體單晶，其中參與導電的電子和空穴數目相等。溫度極低時，其電阻率很大，極難導電；隨著溫度升高，電阻率急劇減小。當硅、鍺等半導體材料製成單晶體時，其原子的排列就由雜亂無章的狀態變成非常整齊的狀態。其原子之間的距離都是相等的，約為2.35×10-4微米。每個原子最外層的4個電子，不僅受自身原子核的束縛，而且還與周圍相鄰的4個原子發生聯系。這時，每兩個相鄰的原子之間都共有一對電子。電子對中的任何一個電子，一方面圍繞自身原子核運動，另一方面也時常出現在相鄰的原子所屬的軌道上，這樣的組合叫做「共價鍵」結構。硅、鍺共價鍵結構的特點是它們外層共有的電子所受到的束縛力並不象在絕緣體中那樣緊，在一定的溫度下，由於熱運動，其中少數電子還是可能掙脫束縛而成為自由電子，形成電子載流子。當共有電子在掙脫束縛成為自由電子後，同時留下了一個空位。有了這樣一個空位，附近的共有電子就很容易來進行填補，從而形成共有電子的運動。這種運動，無論是效果上還是現象上，都好象一個帶正電荷的空位子在移動。為了區別於自由電子的運動，就把這種運動叫做「空穴」運動，空位子叫做「空穴」。由此可見，空穴也是一種載流子。當半導體處於外加電壓作用之下，通過它的電流可以看作是由自由電子的定向移動所形成的電子流，另一部分是帶正電的空穴定向移動。所以半導體中，不僅有電子載流子還有空穴載流子，這是半導體導電的一個特點。這種純單晶半導體，雖然多了一種空穴載流子，但是載流子的總數離開實際應用的要求，也就是從具有良好導電能力的要求來看，還相差很遠，所以這種本徵半導體的實際用處不大。
【雜質半導體】在純單晶的本徵半導體中，摻雜一些有用的雜質，使其導電特性得到很大的改善。而其導電性能取決於雜質的類型和含量。這樣的半導體即稱為「雜質半導體」。大多數半導體都是這一種類型。將半導體材料提純，再用擴散或用離子注入法摻入適當的雜質，可以製成n型半導體或p型半導體。利用不同類型的雜質半導體，可以製成整流器，半導體二極體、半導體三極體和集成電路等重要部件。由此可以看到，只有雜質半導體才是最有用的。
【n型半導體】「n」表示負電的意思，在這類半導體中，參與導電的主要是帶負電的電子，這些電子來自半導體中的「施主」雜質。所謂施主雜質就是摻入雜質能夠提供導電電子而改變半導體的導電性能。例如，半導體鍺和硅中的五價元素砷、銻、磷等原子都是施主雜質。如果在某一半導體的雜質總量中，施主雜質的數量佔多數，則這種半導體就是n型半導體。如果在硅單晶中摻入五價元素砷、磷。則在硅原子和砷、磷原子組成共價鍵之後，磷外層的五個電子中，四個電子組成共價鍵，多出的一個電子受原子核束縛很小，因此很容易成為自由電子。所以這種半導體中，電子載流子的數目很多，主要靠電子導電，叫做電子半導體，簡稱n型半導體。
【p型半導體】「p」表示正電的意思。在這種半導體中，參與導電的主要是帶正電的空穴，這些空穴來自於半導體中的「受主」雜質。所謂受主雜質就是摻入雜質能夠接受半導體中的價電子，產生同數量的空穴，從而改變了半導體的導電性能。例如，半導體鍺和硅中的三價元素硼、銦、鎵等原子都是受主。如果某一半導體的雜質總量中，受主雜質的數量佔多數，則這半導體是p型半導體。如果在單晶硅上摻入三價硼原子，則硼原子與硅原子組成共價鍵。由於硼原子數目比硅原子要少很多，因此整個晶體結構基本不變，只是某些位置上的硅原子被硼原子所代替。硼是三價元素，外層只有三個價電子，所以當它與硅原子組成共價鍵時，就自然形成了一個空穴。這樣，摻入的硼雜質的每一個原子都可能提供一個空穴，從而使硅單晶中空穴載流子的數目大大增加。這種半導體內幾乎沒有自由電子，主要靠空穴導電，所以叫做空穴半導體，簡稱p型半導體。
【p－n結】在一塊半導體中，摻入施主雜質，使其中一部分成為n型半導體。其餘部分摻入受主雜質而成為p型半導體，當p型半導體和n型半導體這兩個區域共處一體時，這兩個區域之間的交界層就是p-n結。p-n結很薄，結中電子和和空穴都很少，但在靠近n型一邊有帶正電荷的離子，靠近p型一邊有帶負電荷的離子。這是因為，在p型區中空穴的濃度大，在n型區中電子的濃度大，所以把它們結合在一起時，在它們交界的地方便要發生電子和空穴的擴散運動。由於p區有大量可以移動的空穴，n區幾乎沒有空穴，空穴就要由p區向n區擴散。同樣n區有大量的自由電子，p區幾乎沒有電子，所以電子就要由n區向p區擴散。隨著擴散的進行，p區空穴減少，出現了一層帶負電的粒子區；n區電子減少，出現了一層帶正電的粒子區。結果在p－n結的邊界附近形成了一個空間電荷區，p型區一邊帶負電荷的離子，n型區一邊帶正電荷的離子，因而在結中形成了很強的局部電場，方向由n區指向p區。當結上加正向電壓（即p區加電源正極，n區加電源負極）時，這電場減弱，n區中的電子和p區中的空穴都容易通過，因而電流較大；當外加電壓相反時，則這電場增強，只有原n區中的少數空穴和p區中的少數電子能夠通過，因而電流很小。因此p－n結具有整流作用。當具有p－n結的半導體受到光照時，其中電子和空穴的數目增多，在結的局部電場作用下，p區的電子移到n區，n區的空穴移到p區，這樣在結的兩端就有電荷積累，形成電勢差。這現象稱為p－n結的光生伏特效應。由於這些特性，用p－n結可製成半導體二極體和光電池等器件。如果在p－n結上加以反向電壓（n區加在電源正極，p區加在電源負極），電壓在一定范圍內，p－n結幾乎不通過電流，但當加在p－n結上的反向電壓越過某一數值時，發生電流突然增大的現象。這時p-n結被擊穿。p－n結被擊穿後便失去其單向導電的性能，但結並不一定損壞，此時將反向電壓降低，它的性能還可以恢復。根據其內在的物理過程，p－n結擊穿可分為雪崩擊穿和隧道擊穿兩種。由於p－n結具有這種特性，一方面可以用它製造半導體二極體，使之工作在一定電壓范圍之內作整流器等；另方面因擊穿後並不損壞而可用來製造穩壓管或開關管等器件。
【晶體二極體】亦稱為「半導體二極體」。一種由半導體材料製成的，具有單向導電特性的兩極器件。早期的半導體二極體是用金屬絲尖端觸在半導體晶片上製成的，稱為點接觸二極體，通常在較高的頻率范圍內作檢波、混頻器用。目前大多數的晶體二極體都是面結型的，它是由半導體晶片上形成的p－n結組成，或由金屬同半導體接觸組成，可用於整流，檢波、混頻、開關和穩壓等。除一般用途的二極體外，還有一些用於特殊用途，利用特殊原理製成的二極體。例如：（1）肖特基二極體（又稱為金屬-半導體二極體）：用某些金屬和半導體相接觸，在它們的交界面處便會形成一個勢壘區（通常稱為「表面勢壘」或「肖特基勢壘」），產生整流，檢波作用。在這種二極體中，起導電作用的熱運動能量比較大的那些載流子，所以又叫「熱載流子二極體」。這種二極體比p－n結二極體有更高的使用頻率和開關速度，雜訊也比較低，但工作電流較小，反向耐壓較低。目前它主要用作微波檢波器和混頻器，已在雷達接收機中代替了點接觸二極體；（2）隧道二極體：它是一種具有負阻特性的半導體二極體。目前主要用摻雜濃度較高的鍺或砷化鎵製成。其電流和電壓間的變化關系與一般半導體二極體不同。當某一個極上加正電壓時，通過管的電流先將隨電壓的增加而很快變大，但在電壓達到某一值後，忽而變小，小到一定值後又急劇變大；如果所加的電壓與前相反，電流則隨電壓的增加而急劇變大。因為這種變化關系，只能用量子力學中的「隧道效應」加以說明，故稱隧道二極體。它具有開關、振盪、放大等作用，應用在電子計算機和微波技術中；（3）變容二極體；它是利用p-n結的電容特性來實現放大、倍頻、調諧等作用的一種二極體。由於它的結電容隨外加電壓而顯著變化，所以稱為「變容二極體」。製造變容二極體所用的半導體材料主要用硅和砷化鎵。在作微波放大時，它的優點是具有很低的雜訊；（4）雪崩二極體：亦稱為「碰撞雪崩渡越時間二極體」。是一種在外加電壓作用下可以產生超高頻振盪的半導體二極體。它的工作原理是：利用p－n結的雪崩擊穿在半導體中注入載流子，這些載流子渡越過晶片流向外電路。由於這一渡越需要一定的時間，因而使電流相對於電壓出現一個時間延遲，適當控制渡越時間，在電流和電壓的關繫上會出現負阻效應，因而能夠產生振盪。雪崩二極體主要用在微波領域作為振盪源；（5）發光二極體：一種在外加正向電壓作用下可以發光的二極體。它的發光原理是：在正向電壓作用下，p－n結中注入很多非平衡載流子，這些載流子復合時，多餘的能量轉化為光的形式發射出來。發光二極體經常用作電子設備中的指示燈、數碼管等顯示元件，也可用於光通訊。它的優點是工作電壓低，耗電量小體積小、壽命長。製造發光二極體所用的半導體材料主要是磷砷化鎵、碳化硅等。

【晶體三極體】 亦稱為「半導體三極體」或簡稱「晶體管」。它是一種具有三個電極，能起放大、振盪或開關等作用的半導體器件。按工作原理不同，可分為結型晶體管和場效應晶體管。結型晶體管是在半導體單晶上制備兩個p－n結，組成一個p－n－p（或n－p－n）的結構，中間的n型（或p型）區叫基區，邊上兩個區域分別叫發射區和集電區，這三部分都有電極與外電路聯接，分別稱為「發射極」以字母e表示、「基極」以字母b表示和「集電極」以字母c表示。在電子線路中，用符號代表p－n－p型和n－p－n型晶體管如圖3－17所示。晶體管用作放大器時，在發射極和基極之間輸入電信號，以其電流控制集電極和基極（或集電極和發射極）之間的電流，從而在負載上獲得放大的電信號。同電子管相比晶體管具有體積小、重量輕、耐震動、壽命長，耗電小的優點，但受溫度影響較大。目前常用的晶體管主要是用鍺或硅晶體製成。場效應晶體管是利用輸入電壓的電場作用控制輸出電流的一種半導體器件。場效應晶體管又分為結型場效應晶體管和金屬—氧化物—半導體場效應晶體管兩大類。金屬—氧化物—半導體場效應晶體管簡稱為MOS晶體管，它的結構如圖3－18所示，其中1為柵極；2為絕緣層；3為溝道；4為源；5為漏。製作過程為在n型（或p型）晶片上擴散生成兩個p型（或n型）區，分別稱為源和漏，從上面引出源極（接電壓正端）和漏極（接負端），源和漏之間有一個溝道區，在它上面隔一層氧化層（或其它絕緣層）製作一層金屬電極稱為「柵極」。在場效應晶體管工作時，柵極電壓的變化會引起溝道導電性能的變化，也就是說柵極電壓變化控制了源漏之間的電流變化。場效應晶體管的特點是輸入阻抗高和抗輻射能力強。

【集成電路】 它是一種微型電子器件或部件。是採用一定的工藝，把一個電路中所需要的晶體管、電阻、電容和電感等，製作在一小塊或幾小塊晶片或陶瓷基片上，再用適當的方法進行互連而封裝在一個管殼內，成為具有所需功能的微型電路結構。集成電路已打破了傳統的電路設計概念，因為集成電路中的晶體管、二極體、電阻、電容、電感等各元件在結構上已組成一個整體，這樣整個電路的體積大大縮小，且引出線和焊接點的數目也大大減少，從而使電子元件向著微小型化，低功耗和高可靠性方面邁進了一大步。用集成電路來裝配電子設備，其裝配密度比用分立式晶體管等元器件組裝的電子設備提高幾十倍到上百倍，設備的穩定工作時間也可大大提高。因此集成電路在電子計算機、通訊設備、導彈、雷達、人造衛星和各種遙控、遙測設備中占據了非常重要的地位。根據製造工藝的不同，目前集成電路主要有半導體集成電路、薄膜集成電路、厚膜集成電路和混合集成電路等幾類。根據性能和用途的不同，又可分為數字集成電路、線性集成電路和微波集成電路等。近年來集成電路的發展極為迅速。早期半導體集成電路的集成度是每個晶片上只有幾十個元件，目前集成度已高達每片包含幾千個甚至上萬個元件。習慣把由一百個以上的門電路或一千個以上的晶體管集成在一塊晶片上，並互連成具有一個系統或一個分系統功能的電路稱為「大規模集成電路」。
【半導體集成電路】 亦稱「固體電路」或「單塊集成電路」，它是在一塊半導體單晶片（一般是矽片）上，用氧化、擴散或離子注入，光刻、蒸發等工藝做成晶體管、二極體、電阻和電容等元件，並用某種隔離技術使它們在電性能上互相絕緣，而在晶片表面用金屬薄膜使有關元件按需要互相連接，最後被封裝在一個管殼里而構成一個完整電路。半導體集成電路製造方法比較簡便，成本低廉、可靠性高、體積也比較小，是目前集成電路中生產和應用最多的一種

⑵ 介紹下半導體的摻雜問題

雜質半導體： 通過擴散工藝，在本徵半導體中摻入少量合適的雜質元素，可得到雜質半導體。
P型半導體的導電特性：摻入的雜質越多，多子（空穴）的濃度就越高，導電性能也就越強。
結論：
多子的濃度決定於雜質濃度。
少子的濃度決定於溫度。
PN結的形成：將P型半導體與N型半導體製作在同一塊矽片上，在它們的交界面就形成PN結。
PN結的特點：具有單向導電性。
半導體雜質 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。
半導體摻雜
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）。
半導體摻雜物
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。

⑶ 雜質半導體都應用在那些方面

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，在禁帶中產生附加的雜質能級。能提供電子載流子的雜質稱為施主(donor)雜質，相應能級稱為施主能級，位於禁帶上方靠近導帶底附近。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）原子形成共價鍵，多餘的一個電子被束縛於雜質原子附近，產生類氫淺能級—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，很易激發到導帶成為電子載流子，因此對於摻入施主雜質的半導體，導電載流子主要是被激發到導帶中的電子，屬電子導電型，稱為N型半導體。由於半導體中總是存在本徵激發的電子空穴對，所以在n型半導體中電子是多數載流子，空穴是少數載流子。
相應地，能提供空穴載流子的雜質稱為受主(acceptor)雜質，相應能級稱為受主能級，位於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受主能級。由於受主能級靠近價帶頂，價帶中的電子很容易激發到受主能級上填補這個空位，使受主雜質原子成為負電中心。同時價帶中由於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徵半導體情形下產生電子空穴對要小得多。因此這時空穴是多數載流子，雜質半導體主要靠空穴導電，即空穴導電型，稱為p型半導體。在P型半導體中空穴是多數載流子，電子是少數載流子。在半導體器件的各種效應中，少數載流子常扮演重要角色。
雜質半導體與本徵半導體的區別
不含雜質和缺陷的純凈半導體，其內部電子和空穴濃度相等，稱為本徵半導體。本徵半導體不宜用於製作半導體器件，因其製成的器件性能很不穩定。反之，摻入一定量雜質的半導體稱為雜質半導體或非本徵半導體，這是實際用於製作半導體器件及集成電路的材料。

P型半導體中的載流子
在硅（或鍺）的晶體內摻入少量三價元素雜質，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，在晶體中便產生一個空位，當相鄰共價鍵上的電子受到熱振動或在其他激發條件下獲得能量時，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，半導體呈中性。
因為硼原子在硅晶體中能接受電子，故稱硼為受主雜質或P型雜質。加入硅或鍺的受主雜質除硼外尚有銦和鋁。而加入砷化鎵的受主原子包括元素周期表中的Ⅱ族元素（作為鎵原子的受主）或Ⅳ族元素（作為砷原子的受主）。

P型半導體的共價鍵結構
值得注意的是，在產生空穴的同時，並不產生新的自由電子，只是原來的晶體本身仍會產生少量的電子—空穴對。控制摻入雜質的多少，便可控制空穴數量。在P型半導體中，空穴數遠大於自由電子數，在這種半導體中，以空穴導電為主，因而空穴為多數載流子，自由電子為少數載流子。http://ic.big-bit.com/

⑷ 以v族元素摻入si中為例，說明什麼是施主雜質，施主雜質電離過程和n型半導體

P型半導體：雜來質周期表自第Ⅲ族種元素──受主雜質例硼或銦價電帶都三電並且傳導帶能級低於第Ⅳ族元素傳導電能級電能夠更容易由鍺或硅價電帶躍遷硼或銦傳導帶程由於失電產離於其電言空位所通叫做空穴種材料稱P型半導體材料傳導主要由帶電空穴引起種情況電少數載流

N型半導體：摻入雜質周期表第V族某種元素──施主雜質例砷或銻些元素價電帶都五電雜質元素價電能級於鍺（或硅）能級電容易能級進入第Ⅳ族元素傳導帶些材料變半導體傳導性由於余負離引起所稱N型些材料傳導性由於材料余離主要由於量電引起（N型材料）電稱數載流
這種提問感覺沒有意義
這個可以自己找下資料

⑸ 如何判斷施主雜質和n型半導體，受主雜質和p型半導體

化學元素周期表中3主族元素為受主雜質，5主族為施主雜質。
半導體中受主雜質佔主導地位為P型，施主雜質佔主導地位為N型

⑹ n型硅施主雜質 費米能級

套用公式即可。

⑺ 雜質半導體可以分為哪兩種

N型半導復體、P型半導體。制

1、N型半導體在本徵半導體硅（或鍺）中摻入微量的5價元素，例如磷，則磷原子就取代了硅晶體中少量的硅原子，占據晶格上的某些位置。

2、在本徵半導體硅（或鍺）中，若摻入微量的3價元素，如硼，這時硼原子就取代了晶體中的少量硅原子，占據晶格上的某些位置。

(7)怎麼找硅鍺半導體施主雜質擴展閱讀

屬性：

1、電荷中立的條件：如果導帶中的電子濃度為n，價帶中的空穴濃度為p，電離的施主濃度為ND，電離的受主濃度為NA，則滿足以下電荷中性條件。

2、載流子密度：

考慮所有摻雜雜質被離子化的情況。導帶中的電子濃度n，價帶中的空穴濃度p和非退化半導體的本徵載流子密度ni之間具有以下關系。

參考資料來源：網路-雜質半導體

⑻ 半導體摻雜敏化TiO2，這半導體我該如何選擇 ，之前就是加入SnO2，但是好像不對，雜質摻雜是不是一定是硅什

半導體的常用摻雜技術主要有兩種，即高溫（熱）擴散和離子注入。摻入的雜質主要有兩類：第一類是提供載流子的受主雜質或施主雜質（如Si中的B、P、As）；第二類是產生復合中心的重金屬雜質（如Si中的Au）。
(1)熱擴散技術：對於施主或受主雜質的摻入，就需要進行較高溫度的熱擴散。因為施主或受主雜質原子的半徑一般都比較大，它們要直接進入半導體晶格的間隙中去是很困難的；只有當晶體中出現有晶格空位後，雜質原子才有可能進去占據這些空位，並從而進入到晶體。為了讓晶體中產生出大量的晶格空位，所以，就必須對晶體加熱，讓晶體原子的熱運動加劇，以使得某些原子獲得足夠高的能量而離開晶格位置、留下空位（與此同時也產生出等量的間隙原子，空位和間隙原子統稱為熱缺陷），也因此原子的擴散系數隨著溫度的升高而指數式增大。對於Si晶體，要在其中形成大量的空位，所需要的溫度大致為1000度[C]左右，這也就是熱擴散的溫度。
(2)離子注入技術：為了使施主或受主雜質原子能夠進入到晶體中去，需要首先把雜質原子電離成離子，並用強電場加速、讓這些離子獲得很高的動能，然後再直接轟擊晶體、並「擠」進到裡面去；這就是「注入」。當然，採用離子注入技術摻雜時，必然會產生出許多晶格缺陷，同時也會有一些原子處在間隙中。所以，半導體在經過離子注入以後，還必須要進行所謂退火處理，以消除這些缺陷和使雜質「激活"。
(3)與摻雜有關的問題：
①Si的熱氧化技術：因為當Si表面原子與氧原子結合成一層SiO2後，若要進一步增厚氧化層的話，那麼就必須要讓外面的氧原子擴散穿過已形成的氧化層、並與下面的Si原子結合，而SiO2膜是非晶體，氧原子在其中的擴散速度很小，因此，往往要通過加熱來提高氧原子的熱運動能量，使得能夠比較容易地進入到氧化層中去，這就是熱氧化。所以，Si的熱氧化溫度一般也比較高（～1000度[C]左右）。
②雜質的激活：因為施主或受主雜質原子要能夠提供載流子，就必須處於替代Si原子的位置上。這樣才有多餘的或者缺少的價電子、以產生載流子。所以在半導體中，即使摻入了施主或受主雜質，但是如果這些雜質原子沒有進入到替代位置，那麼它們也將起不到提供載流子的作用。為此，就還需要進行一定的熱處理步驟——激活退火。
③Au、Pt等重金屬雜質原子的擴散：重金屬雜質與施主或受主雜質不同，因為重金屬雜質的原子半徑很小，即使在較低溫度下也能夠很容易地通過晶格間隙而進入到半導體中去，所以擴散的溫度一般較低。例如擴散Au，在700C下，只要數分鍾，Au原子即可分布到整個Si片。