电子科技大学：《半导体物理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 半导体中的杂质和缺陷

第二章半导体中的杂质 和缺陷 根据杂质能级在禁带中的位 置,将杂质分为: ·浅能级杂质→能级接近导 带底Ec或价带顶Eⅴ; 深能级杂质→能级远离导 带底Ec或价带顶Eⅴ

第二章 半导体中的杂质 和缺陷 根据杂质能级在禁带中的位 置，将杂质分为： 浅能级杂质→能级接近导 带底 Ec 或价带顶 Ev； 深能级杂质→能级远离导 带底 Ec 或价带顶 Ev。 ● ●

§2-1半导体中的浅能级杂质和 缺陷 杂质存在的方式和缺陷 类型 1存在方式 (1)间隙式→杂质位于组成半导体的元 素或离子的格点之间的间隙位置

§2-1 半导体中的浅能级杂质和 缺陷 一、杂质存在的方式和缺陷 类型 1.存在方式 (1)间隙式→杂质位于组成半导体的元 素或离子的格点之间的间隙位置

2.缺陷的类型 (1)空位和填隙 Si S S Si Si

2.缺陷的类型 (1)空位和填隙 = Si = Si = Si = ‖ ︱ ‖ = Si － 〇 － Si = ‖ ︱ ‖ = Si = Si = Si = ‖ ‖ ‖

S Si Si S lSi‖ S Si ‖

= Si = Si = Si = ‖ ‖ ‖ = Si = Si = Si = ‖ S i ‖ ‖ = Si = Si = Si = ‖ ‖ ‖

(2)替位原子 化合物半导体:A、B两种原子组成 B A B ABA A A B A B

A B A B B A A A A B A B 化合物半导体: A、B 两种原子组成 (2)替位原子 BA

元素半导体的杂质和缺陷 1.VA族的替位杂质 (1)在硅Si中掺入P Si Si Si Si

二、元素半导体的杂质和缺陷 1.ⅤA 族的替位杂质 (1)在硅 Si 中掺入 P = Si = Si = Si = ‖ ‖ ‖ = Si = P+ ● = Si = ‖ ‖ ‖ = Si = Si = Si = ‖ ‖ ‖

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 P原子具有提供电子的能力,称其为施主杂 质

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。 P原子具有提供电子的能力，称其为施主杂 质

对于Ge中的P原子,剩余电子的运动半径 r≈85A° (2)施主电离能

对于 Ge 中的 P 原子，剩余电子的运动半径： r 85A (2)施主电离能

半设施主杂质能级为ED 施主杂质的电离能△ED=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 =EC-ED Ec △ED

设施主杂质能级为ED 施主杂质的电离能△ED=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 =EC－ED EC ED △ED

对于Si、Ge掺P Ec 二二二二ED △En=E,-E, D Ev 施主能级靠近导带底部

Ec Ev  = − E E E D C D 施主能级靠近导带底部 对于Si、Ge掺P ED