3半導(dǎo)體的基本知識ppt課件

1、3.1 半導(dǎo)體的根本知識半導(dǎo)體的根本知識 3.1.1 半導(dǎo)體資料 3.1.2 半導(dǎo)體的共價鍵構(gòu)造 3.1.3 本征半導(dǎo)體 3.1.4 雜質(zhì)半導(dǎo)體 3.1.1 半導(dǎo)體資料半導(dǎo)體資料 根據(jù)物體導(dǎo)電才干根據(jù)物體導(dǎo)電才干( (電阻率電阻率) )的不同，來的不同，來劃分導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。劃分導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。 典型的半導(dǎo)體有硅典型的半導(dǎo)體有硅SiSi和鍺和鍺GeGe以及砷化鎵以及砷化鎵GaAsGaAs等。等。 3.1.2 半導(dǎo)體的共價鍵構(gòu)造半導(dǎo)體的共價鍵構(gòu)造硅和鍺的原子構(gòu)造簡化模型及晶體構(gòu)造硅和鍺的原子構(gòu)造簡化模型及晶體構(gòu)造 3.1.3 本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體化學(xué)成分純真的半導(dǎo)

2、體。它在物理構(gòu)化學(xué)成分純真的半導(dǎo)體。它在物理構(gòu)造上呈單晶體形狀。造上呈單晶體形狀?？昭昭ü矁r鍵中的空位。共價鍵中的空位。電子空穴對電子空穴對由熱激由熱激發(fā)而產(chǎn)生的自在電子和發(fā)而產(chǎn)生的自在電子和空穴對?？昭▽?。由于隨機(jī)熱振動致使共價鍵被突破而產(chǎn)生由于隨機(jī)熱振動致使共價鍵被突破而產(chǎn)生空穴電子對空穴電子對空穴的挪動空穴的挪動空穴的運(yùn)動是靠相鄰共價鍵中的價電空穴的運(yùn)動是靠相鄰共價鍵中的價電子依次充填空穴來實(shí)現(xiàn)的。子依次充填空穴來實(shí)現(xiàn)的。 3.1.3 本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體 3.1.4 雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體 在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量元素作為雜質(zhì)，可使半導(dǎo)在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量元素作為雜質(zhì)，可使半導(dǎo)

3、體的導(dǎo)電性發(fā)生顯著變化。摻入的雜質(zhì)主要是三價或五價元素。體的導(dǎo)電性發(fā)生顯著變化。摻入的雜質(zhì)主要是三價或五價元素。摻入雜質(zhì)的本征半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。摻入雜質(zhì)的本征半導(dǎo)體稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體。 N N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體摻入五價雜質(zhì)元素如磷的半摻入五價雜質(zhì)元素如磷的半導(dǎo)體。導(dǎo)體。 P P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體摻入三價雜質(zhì)元素如硼的半摻入三價雜質(zhì)元素如硼的半導(dǎo)體。導(dǎo)體。1. N1. N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 3.1.4 雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體 因五價雜質(zhì)原子中因五價雜質(zhì)原子中只需四個價電子能與周只需四個價電子能與周圍四個半導(dǎo)體原子中的圍四個半導(dǎo)體原子中的價電子構(gòu)成共價鍵，而價電子構(gòu)成共價鍵，而多余的一個價電子因無多余的一

4、個價電子因無共價鍵束縛而很容易構(gòu)共價鍵束縛而很容易構(gòu)成自在電子。成自在電子。 在在N N型半導(dǎo)體中自在電子是多數(shù)載流子，它主要由型半導(dǎo)體中自在電子是多數(shù)載流子，它主要由雜質(zhì)原子提供；空穴是少數(shù)載流子雜質(zhì)原子提供；空穴是少數(shù)載流子, , 由熱激發(fā)構(gòu)成。由熱激發(fā)構(gòu)成。 提供自在電子的五價雜質(zhì)原子因帶正電荷而成為正提供自在電子的五價雜質(zhì)原子因帶正電荷而成為正離子，因此五價雜質(zhì)原子也稱為施主雜質(zhì)。離子，因此五價雜質(zhì)原子也稱為施主雜質(zhì)。 2. P 2. P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 3.1.4 雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體 因三價雜質(zhì)原因三價雜質(zhì)原子在與硅原子構(gòu)成子在與硅原子構(gòu)成共價鍵時，短少一共價鍵時，短少一個價電子而

5、在共價個價電子而在共價鍵中留下一個空穴。鍵中留下一個空穴。 在在P P型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，它主要由摻雜型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，它主要由摻雜構(gòu)成；自在電子是少數(shù)載流子，構(gòu)成；自在電子是少數(shù)載流子， 由熱激發(fā)構(gòu)成。由熱激發(fā)構(gòu)成。 空穴很容易俘獲電子，使雜質(zhì)原子成為負(fù)離子?？昭ê苋菀追@電子，使雜質(zhì)原子成為負(fù)離子。三價雜質(zhì)三價雜質(zhì) 因此也稱為受主雜質(zhì)。因此也稱為受主雜質(zhì)。 3. 雜質(zhì)對半導(dǎo)體導(dǎo)電性的影響雜質(zhì)對半導(dǎo)體導(dǎo)電性的影響 3.1.4 雜質(zhì)半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體 摻入雜質(zhì)對本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性有很大的影響，摻入雜質(zhì)對本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性有很大的影響，一些典型的數(shù)據(jù)如下一些典型的數(shù)據(jù)如下: : T=300 K室溫下室溫下,本征硅的電子和空穴濃度本征硅的電子和空穴濃度: n = p =1.41010/cm31 本征硅的原子濃度本征硅的原子濃度: 4.961022/cm3 3以上三個濃度根本上依次相差以上三個濃度根本上依次相差106/cm3 。 2摻雜后摻雜后 N 型半導(dǎo)體中的自在電子濃度型半導(dǎo)體中的自在電子濃度: n=51016/cm3 本征半導(dǎo)體、雜質(zhì)半導(dǎo)本征半導(dǎo)體、雜質(zhì)半導(dǎo)體體 本節(jié)中的有關(guān)概念本