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文檔簡介

半導體中的雜質和缺陷理想半導體：1、原子嚴格周期性排列，具有完整的晶格結構。2、晶體中無雜質，無缺陷。3、電子在周期場中作共有化運動，形成允帶和禁帶——電子能量只能處在允帶中的能級上，禁帶中無能級。

本征半導體——晶體具有完整的（完美的）晶格結構，無任何雜質和缺陷。由本征激發提供載流子。實際半導體

實際半導體中原子并不是靜止在具有嚴格周期性的晶格位置上，而是在其平衡位置附近振動；實際半導體并不是純凈的，而是含有雜質的；實際的半導體晶格結構并不是完整無缺的，而是存在著各種形式的缺陷，點缺陷，線缺陷，面缺陷；雜質和缺陷可在禁帶中引入能級，從而對半導體的性質產生了決定性的作用主要內容

1.淺能級雜質能級和雜質電離；

2.淺能級雜質電離能的計算；

3.雜質補償作用

4.深能級雜質的特點和作用1、等電子雜質；

2、Ⅳ族元素起兩性雜質作用§2-1元素半導體中的雜質能級§2-3缺陷能級§2-2化合物半導體中的雜質能級點缺陷對半導體性能的影響

Si、Ge晶體中的雜質能級

1、雜質與雜質能級

雜質：半導體中存在的與本體元素不同的其它元素。雜質的來源：｛有意摻入無意摻入根據雜質在能級中的位置不同：｛替位式是雜質間隙式雜質在金剛石型晶體中，晶胞中原子的體積百分數為34%，說明還有66%是空隙。Si中的雜質有兩種存在方式，a：間隙式雜質特點：雜質原子一般較小，鋰元素b：替位式雜質特點：雜質原子的大小與被替代的晶格原子大小可以相比，價電子殼層結構比較相近，Ⅲ和Ⅴ族元素在Si，Ge中都是替位式以硅為例說明單位體積中的雜質原子數稱為雜質濃度B:替位式→雜質占據格點位置。大小接近、電子殼層結構相近Si：r=0.117nmB：r=0.089nmP：r=0.11nmLi：0.068nmA:間隙式→雜質位于間隙位置。SiSiSiSiSiSiSiPSiLiN型半導體P型半導體復合中心陷阱雜質分類淺能級雜質深能級雜質雜質能級位于禁帶中Eg淺能級施主雜質施主能級Ei受主雜質受主能級EcEv淺能級(1)VA族的替位雜質——施主雜質在硅Si中摻入PSiSiSiSiSiSiSiP+Si磷原子替代硅原子后，形成一個正電中心P＋和一個多余的價電子束縛態—未電離離化態—電離后2、元素半導體的雜質

（a）電離態

（b）中性施主態

過程：1.形成共價鍵后存在正電中心P+；2.多余的一個電子掙脫

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