半导体中杂质和缺陷能级.ppt

22.1.1、杂质的类型举例：Si中掺磷P（Si：P）2.1.2施主杂质、施主能级杂质电离能：是使被俘获的电子摆脱束缚，从而可以成为导电电子所需的能量△ED=EC-ED2.1.3受主杂质、受主能级在Si单晶中，Ⅲ族受主替位杂质两种荷电状态的价键图（a）电离态（b）中性受主态△EA=EA-EV杂质半导体杂质能级位于禁带之中上述杂质的特点：
施主电离能△ED《Eg
受主电离能△EA《Eg

2.1.4浅能级杂质电离能的简单计算（2）氢原子基态电子的电离能

正、负电荷所处介质：估算结果与实际测量值有相同数量级2.1.5、杂质的补偿作用即：n0=p0=ni（ni为本征载流子浓度）（3）n型半导体与p型半导体(4)杂质的补偿,既掺有施主又掺有受主（C）NA≈ND时
※就实际而言：半导体的最重要的性质之一，就是能够利用施主和受主杂质两种杂质进行参杂，并利用杂质的补偿作用，根据人们的需要改变半导体中某一区域的导电类型，以制成各种器件。2.1.6深能级杂质深能级杂质的特征例1：Au（Ⅰ族）在Ge中（1）Au+：Au0–eAu+（2）Au一：Au0+eAu一（3）Au二：Au一+eAu二（4）Au三：Au二+eAu三Au在Si中既可作施主，又可作受主，称为两性杂质；
如果在Si中掺入Au的同时又掺入浅受主杂质，Au呈施主作用；反之，若同时掺入施主杂质，则Au呈受主作用。由于电子间的库仑排斥力的作用，Au从价带接受第二个电子所需的电离能比接受第一个电子时要大，接受第三个对比第二个大，所以EA3>EA2>EA1。
􀂾深能级杂质在半导体中以替位式的形态存在，一般情况下含量极少，它们对半导体中的导电电子浓度，导电空穴浓度和材料的导电类型的影响没有浅能级杂质显著，但对载流子的复合作用比浅能级杂质强得多。2.4Ⅲ-Ⅴ族化合物中德尔杂质能级（2）等电子陷阱(3)束缚激子(4)两性杂质2.4缺陷能级1、空位、间隙的产生与消失（2）由表面产生：在表面空位和间隙原子都可以单独的产生，然后扩散到体内。这时空位和间隙原子的数目也是独立变化的。位错周围的晶格发生畸变，引起能带结构的变化。一般情况下，在晶格伸张区，材料的禁带宽度减小；而在晶格压缩区，材料的禁带宽度变大。