半导体物理学讲义转(6)

2.浅能级杂质电离能的计算；3、杂质补偿作用

4、深能级杂质的特点和作用

杂质原子进入半导体以后，位于晶格间隙位置或取代晶格原子，前者称为间隙式杂质，其原子半径较小，后者称为替位式杂质，要求杂质原子的大小与被取代的晶格原子的大小比较相近并且价电子壳层结构比较相近。

III、V族杂质在硅、锗晶体中可处于束缚态和电离后的离化态，其电离能很小，引入的是浅能级，这些杂质称为浅能级杂质。

V族杂质在硅、锗作为施主，电离后提供导电电子并形成难以移动的正电中心，为施主杂质或n型杂质。该类半导体主要依靠导带电子导电，称为n型半导体。

III个不可移动的负电中心，称IIIp型半导体。

Ec

ED

ED

Ev

(a)施主能级和施主电离

A

EA

(b)受主能级和受主电离

图2-1杂质能级和杂质电离

c

ED

ED

EA

EA

Ev

图2-2杂质的补偿作用

，n ND NA ND，半导体是n型的；ND，p NA ND NA，半导体是p型的；A ND，n ni，高度补偿，杂质很多，性能很差。

浅能级杂质电离能的计算，用氢原子模型估算：

*4*mnqmnE0

ED 222

m0 r28 r 0h

(2-1)

m*pE0

EA 222

m0 r28 r 0h

深能级杂质：其杂质电离能较大。

深能级杂质的特点：

4

m*pq

(2-2)