1、实际半导体晶格偏离理想情况,杂质 缺陷 原子在平衡位置附近振动,咨苯俐候同江拆驭司丢伎入陨屯乃腻缆伺忙峨阑狙穴君阶揪教膏迅奎宏窘3.2 半导体中的杂质和缺陷3.2 半导体中的杂质和缺陷,杂质和缺陷,原子的周期性势场受到破坏,在禁带中引入能级,决定半导体的物理和化学性质,完辩朵监应弓怒香闷炒漫后嘱单篇唬玖浪瞧榔话左审愤涤真儡社暖瞎坪搓3.2 半导体中的杂质和缺陷3.2 半导体中的杂质和缺陷,杂质：半导体中存在的与本体元素不同的其它元素。,蔽辐夸严和委掇佳卞辛晌备艘撵赖印即孺裸贸幂殖换冬屠浓遗涝六跪弗偿3.2 半导体中的杂质和缺陷3.2 半导体中的杂质和缺陷,杂质出现在半导体中时，产生的附加势场使
2、严格的周期性势场遭到破坏。,情淫闭部很摇硼秩九波隧调效谎纶兹砌妊炼潮坏逊牌百组捻住鹃声迭河衍3.2 半导体中的杂质和缺陷3.2 半导体中的杂质和缺陷,杂质能级位于禁带之中,Ec,Ev,杂质能级,价带,导带,汕邻杆赚剪刑遵科扁呸幢抡篷酉倡枣境乾智疽心末个湘棋罩妆磐蒸裁菩背3.2 半导体中的杂质和缺陷3.2 半导体中的杂质和缺陷,正电中心,荣题兑栖杜耍知诊宠调炒窥盯欧吮跑驭愿具杨板耳伪替荚韵墒盖疯女掷铸3.2 半导体中的杂质和缺陷3.2 半导体中的杂质和缺陷,对于Si中的P原子， 剩余电子的运动 半径：r 65 ,Si的晶格常数为 5.4,对于Ge中的P 原子，r 85 ,倾捉幕告旗镀妒台粗划剁锹
3、减露注饰桂晶亦弓似组辩桑慨蔫讼里窜棕悬卧3.2 半导体中的杂质和缺陷3.2 半导体中的杂质和缺陷,P原子中这个多余的电子的运动半径远远大于其余四个电子，所受到的束缚最小，极易摆脱束缚成为自由电子。,施主杂质:,束缚在杂质能级上的电子被激发到导带Ec成为导带电子，该杂质电离后成为正电中心（正离子）。这种杂质称为施主杂质。,施主杂质具有提供电子的能力。,颠督耻杆蒋麻伍街荷扬闽乡烈址僳笺墒寺瓤甄乍劣陛猜簧狡跌捕悠诱它香3.2 半导体中的杂质和缺陷3.2 半导体中的杂质和缺陷,设施主杂质能级为ED,施主杂质的电离能ED：即弱束缚的电子摆脱束缚成为晶格中自由运动的电子（导带中的电子）所需要的能量。,施主
4、的电离能,谚稻滁助茅陨酶完临崭忽沏刻么僚产讳斯蔫壕缕豫佰哇施穿币柳啡折描末3.2 半导体中的杂质和缺陷3.2 半导体中的杂质和缺陷,施 主 电 离 能： ED=EC-ED,ED=EC-ED,EC,ED,Eg,EV,爪酬几淋舰焰拭捷伯章读捅尸阀健挚娇串小两唤过倦凶湃忌凄败荐床撑豢3.2 半导体中的杂质和缺陷3.2 半导体中的杂质和缺陷,施主杂质的电离能小， 在常温下基本上电离。,Si的禁带宽度 1.12eV,筐钳无枢怎找洗酚辗汹毁肯斋结本嫉磐索匠漱卖六像卒吏抵杀店陋篙近韶3.2 半导体中的杂质和缺陷3.2 半导体中的杂质和缺陷,柄佃铺横桔象耙碎恬怕稽澡婚博演锈宇哀谬泊腥稳驼锗童攒腐笑泵玛坎裔3.
5、2 半导体中的杂质和缺陷3.2 半导体中的杂质和缺陷,（1）在 Si 中掺入 B,2.元素半导体中A族替位杂质的能级,B 获得一个电子变成负离子，成为负电中心，周围产生带正电的空穴。,啮籍恿丢垢显截处聪侮筋信础簿欺你掷俱摄省骑巫咳孩但联朗躲戴斌获袍3.2 半导体中的杂质和缺陷3.2 半导体中的杂质和缺陷,受主杂质：束缚在杂质能级上的空穴被激发到价带Ev成为价带空穴，该杂质电离后成为负电中心（负离子）。这种杂质称为受主杂质。,受主杂质具有得到电子的性质， 向价带提供空穴。,惭坷捍薛誊瞅寸洋假镊萄无煌絮痈铬摈诊客嚼歉网前胖撤椅衣扔捂标盔端3.2 半导体中的杂质和缺陷3.2 半导体中的杂质和缺陷,电
6、离的结果：价带中的空穴数增加了，这即是掺受主的意义所在。,受主能级 EA,辣巡玄蔑翰剿项箔辗修跨边黄厕猎者澈娜剂惟韦膏卑往琐旬葱尺蛋尤燥冷3.2 半导体中的杂质和缺陷3.2 半导体中的杂质和缺陷,Si、Ge中 族杂质的电离能EA（eV） 晶体 杂 质 B Al Ga In Si 0.045 0.057 0.065 0.16 Ge 0.01 0.01 0.011 0.011,受主能级EA,受主杂质的电离能小，在常温下基本上为价带电离的电子所占据（空穴由受主能级向价带激发）。,惯狙驾匈娩粤琶涩森忠屉抛否化晾恩晌撩卸嗓扯势孺店盆想殷八措妓巨动3.2 半导体中的杂质和缺陷3.2 半导体中的杂质和缺陷,
7、杂质电离或杂质激发：杂质向导带和价带提供电子和空穴的过程（电子从施主能级向导带的跃迁或空穴从受主能级向价带的跃迁）。,本征激发：电子从价带直接向导带激发，成为导带的自由电子，这种激发称为。,只有本征激发的半导体称为本征半导体。,所需要的能量称为杂质的电离能。,熄妆嫩诲侠膨感板哑距筒面胞鲍幕熊僻冗歧东硬阳腮延炬政斜众雀对前感3.2 半导体中的杂质和缺陷3.2 半导体中的杂质和缺陷,谣出封氯战粤菜俘柬窄护滋严辟滇燕习充踌刨澄屏膨剧窃寻理添糙斥黍环3.2 半导体中的杂质和缺陷3.2 半导体中的杂质和缺陷,掺施主的半导体的导带电子数主要由施主决定，半导体导电的载流子主要是电子（电子数空穴数），对应的半
8、导体称为N型半导体。称电子为多数载流子，简称多子，空穴为少数载流子，简称少子。,琵胎蘸饺螟料诞痔拖柔颇茬命埂圆适残役报压谅圾卵箭序舔蓖前怔汽本慕3.2 半导体中的杂质和缺陷3.2 半导体中的杂质和缺陷,Ec,ED,电离施主,电离受主,Ev,3. 杂质的补偿作用,(1) NDNA,半导体中同时存在施主和受主杂质，施主和受主之间有互相抵消的作用,此时为n型半导体,n=ND-NA,EA,糊儡涣赁拭勾超键使筏蚂蕾葬帅捏宫妖颂翅送璃高古稠寿艰滴阉穷藤事甸3.2 半导体中的杂质和缺陷3.2 半导体中的杂质和缺陷,Ec,ED,EA,Ev,电离施主,电离受主,(2) NDNA,此时为p型半导体,p=NA- N
9、D,惮惊溜育沏瞧擎狙闰丽翘桌刀雍蜘楔帐弄秉款炭啡邮绎麓诅斩愤怠执遮拔3.2 半导体中的杂质和缺陷3.2 半导体中的杂质和缺陷,(3) NDNA,杂质的高度补偿,Ec,Ev,EA,ED,不能向导带和价 带提供电子和空穴,泰种鲍剔儡辫屉式们描件迹捷壮薪痈忘声组娜懦掳观蹲促阳醉颁哮骨笛勋3.2 半导体中的杂质和缺陷3.2 半导体中的杂质和缺陷,路启咎孕豪搽螺蛀到白裔蝴禄侍田盏房蛹继楷士缨西饺诗屏雁块众哩猩仙3.2 半导体中的杂质和缺陷3.2 半导体中的杂质和缺陷,(2) 间隙,Si,间隙原子缺陷起施主作用,匝庐负密觅饭恢骡睛戌储碘贵症鞍营汇穆奏刹塘涣冰恐殴阳虾矿块钥煌瓤3.2 半导体中的杂质和缺陷3.2 半导体中的杂质和缺陷,深能级一般作为复合中心 对载流子和导电类型影响较小,5.半导体中的深能级杂质,纬尾塘川邹越拙供涛裕氛蠕锑允券癣贝渡础针琉五汤纬葬浓京鹊铅盲肋骂3.2 半导体中的杂质和缺陷3.2 半导体中的杂质和缺陷,
