1.1.3杂质半导体 (1)N型半导体 (2)P型半导体 在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂 质,可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂 质主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体 称为杂质半导体。 11
11 1.1.3 杂质半导体 在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂 质，可使半导体的导电性发生显著变化。掺入的杂 质主要是三价或五价元素。掺入杂质的本征半导体 称为杂质半导体。 (1) N型半导体 (2) P型半导体
1.N型半导体 在本征半导体中掺入五价杂质元素,例如磷 可形成N型半导体,也称电子型半导体。因五价杂质 原子中只有四个价电子能与周围四个半导体原子中的 价电子形成共价键,而多余的一个价电子因无共价键 束缚而很容易形成自由电子。 自由电子 在N型半导体 中自由电子是多数载 流子,它主要由杂质原 子提供;另外,硅晶共价键 多子 体由于热激发会产生 少量的电子空穴对, 硅原子核 所以空穴是少数载流 电子
12 1. N型半导体 在本征半导体中掺入五价杂质元素，例如磷 可形成 N型半导体,也称电子型半导体。因五价杂质 原子中只有四个价电子能与周围四个半导体原子中的 价电子形成共价键，而多余的一个价电子因无共价键 束缚而很容易形成自由电子。 自由电子 在N型半导体 中自由电子是多数载 流子,它主要由杂质原 子提供；另外，硅晶 体由于热激发会产生 少量的电子空穴对， 所以空穴是少数载流 子
N型半导体结构 提供自由电子的五价杂质原子因失去一个电子币 单位正电荷而成为正离子,因此五价杂质原子也称为 施主杂质。N型半导体的结构示意图如下图所示。 共价键 多子。 自由电子 硅原子核 磷原子核 所以,N型半导体中的导电粒子有两种: 自由电子一多数载流子(由两部分组成) 空穴—少数载流子 13
13 N型半导体结构 提供自由电子的五价杂质原子因失去一个电子而带 单位正电荷而成为正离子，因此五价杂质原子也称为 施主杂质。N型半导体的结构示意图如下图所示。 磷原子核 自由电子 所以，N型半导体中的导电粒子有两种： 自由电子—多数载流子（由两部分组成） 空穴——少数载流子
2.P型半导体 在本征半导体中掺入三价杂质元素,如硼、镓、 铟等形成了P型半导体,也称为空穴型半导体。 因三价杂质原子在与硅原子形成共价键时,缺少 个价电子而在共价键中留下一个空穴。当相邻共价键上 的电子因受激发获得能量时,就可能填补这个空穴,而 产生新的空穴。空穴是其主要载流子。 共价键 多子 硅原子核 空 14
14 2. P型半导体 在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓、 铟等形成了P型半导体，也称为空穴型半导体。 因三价杂质原子在与硅原子形成共价键时，缺少一 个价电子而在共价键中留下一个空穴。当相邻共价键上 的电子因受激发获得能量时，就可能填补这个空穴，而 产生新的空穴。空穴是其主要载流子
P型半导体结构 在P型半导体中,硼原子很容易由于俘获一个电 子而成为一个带单位负电荷的负离子,三价杂质因而 也称为受主杂质。而硅原子的共价键由于失去一个电 子而形成空穴。所以P型半导体的结构示意图如图所 6000e 共价键 多子 硅原子核 ○O○硼原子核 空穴 P型半导体中:空穴是多数载流子,主要由掺杂形成; 电子是少数载流子,由热激发形成。 15
15 P型半导体结构 在P型半导体中，硼原子很容易由于俘获一个电 子而成为一个带单位负电荷的负离子，三价杂质 因而 也称为受主杂质。 而硅原子的共价键由于失去一个电 子而形成空穴。所以P型半导体的结构示意图如图所 示。 硼原子核 空穴 P型半导体中：空穴是多数载流子，主要由掺杂形成； 电子是少数载流子，由热激发形成