半导体物理期末速通复习(二)-半导体中杂质和缺陷能级
李子一个爱学习
2024年11月06日 06:46
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共8篇

食用说明:本速通复习仅供参考,有问题可以与up主联系。本速通复习以刘恩科版《半导体物理学(第8版)》为主线进行编写。

一、名词解释

  1. 杂质:在半导体晶格中存在着与组成半导体材料的元素不同的其他化学元素的原子。

  2. 缺陷:在半导体中的某些区域,晶格中原子的周期性排列被破坏,形成了各种缺陷。

  3. 间隙式杂质:杂质半导体中杂质原子位于晶格原子间的杂质。

  4. 替位式杂质:杂质半导体中杂质原子取代晶格原子而位于晶格点处的杂质。

  5. 施主杂质:杂质电离后能够释放电子而产生导电电子并形成正电中心的杂质。

  6. 施主杂质电离能:杂质价电子挣脱束缚成为导电电子所需要的能量。

  7. 施主能级:被施主杂质束缚的电子的能量状态。对于电离能小的施主杂质的施主能级位于禁带中导带底以下较小距离。

  8. 正电中心:施主杂质电离后的正离子,正电中心不能移动。

  9. n型半导体:主要依靠导带中电子导电的半导体。

  10. 受主杂质:能向半导体提供空穴并接受电子形成负电中心的杂质。

  11. 受主杂质电离能:空穴挣脱受主杂质束缚成为导电空穴所需要的能量。

  12. 受主能级:被受主杂质束缚的空穴的能量状态。对于电离能小的受主杂质的受主能级位于禁带中价带顶以上较小距离。

  13. 负电中心:受主杂质电离后的负离子,负电中心不能移动。

  14. p型半导体:主要依靠价带中空穴导电的半导体。

  15. 浅能级杂质:电离能小的杂质,施主能级靠近导带底,受主能级靠近价带顶。

  16. 深能级杂质:电离能大的杂质,施主能级远离导带底,受主能级远离价带顶。

  17. 杂质补偿:半导体中同时存在施主杂质和受主杂质时,它们的共同作用会使载流子减少,这种作用称为杂质补偿。杂质补偿方法可以改变半导体某个区域的到点类型或电导率。

  18. 杂质的高度补偿:施主杂质和受主杂质浓度相差不大或相等,不能提供电子或者是空穴,即杂质的高度补偿,这种情况下容易被认为是高纯半导体,实际上杂质很多,性能很差,一般不能用来制作半导体器件。

二、重点计算

浅能级杂质电离能的简单计算,具体公式以及推导过程参考本人上述推文

三、其他应会知识点

  1. 浅能级杂质的作用:为半导体提供载流子,影响其导电类型。

  2. 深能级杂质可以多次电离产生多个能级、既能引入施主能级又能引入受主能级的特点。

  3. 深能级杂质对载流子具有较强的复合作用,也称为复合中心;但是一般情况下在半导体中含量较少,不容易电离,对载流子浓度和导电类型影响没有浅能级显著。

  4. 等电子杂质和等电子中心的概念。

  5. 空位和间隙原子在半导体中的作用:硅/锗中空位起受主作用,间隙原子起施主作用。

  6. 位错倾向得到电子起受主作用,并且产生深能级。

  7. 位错周围的晶格发生畸变,引起能带结构的变化:晶格伸张区,材料的禁带宽度减小;晶格压缩区,材料的禁带宽度变大。