華工半導(dǎo)體器件物理課件chapter

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晶體和晶格：由于構(gòu)成晶體的粒子的不同性質(zhì)，使 石結(jié)構(gòu)（Ge、硅IV硅IV硅和鍺是四價(jià)元素，在原子最外層軌道上的四個(gè)(a)硅晶體的空間排列(b) 形成導(dǎo)帶CBConduction

Valence級(jí)都要，形成能帶。嚴(yán)格地講，能帶也是由一系列能級(jí)組運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都是一樣的，處于導(dǎo)帶底狀態(tài)的電子的能量都是Ec，處于價(jià)帶頂狀態(tài)的電子的能量都是Ev. 導(dǎo)帶有少量電子，

電子：帶負(fù)電的導(dǎo)電載流子，是價(jià)電子脫離原子束空穴：帶正電的導(dǎo)電載流子，是價(jià)電子脫離原子束由電子。當(dāng)溫度升高或受到光的照射時(shí)，價(jià)電自由電子的定向運(yùn)動(dòng)形成了電子電流，空穴的定向運(yùn)動(dòng)也可形成空穴電流，它們的方向相反。只不過(guò)空穴的運(yùn)動(dòng)是靠相鄰共價(jià)鍵中的價(jià)電子依看成一個(gè)自由運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)粒子，則該準(zhǔn)粒子的等效質(zhì) Si能夠得到廣泛應(yīng)用的重要原因是：可對(duì)其雜質(zhì)實(shí)23成N型半導(dǎo)體,也稱(chēng)電子型半導(dǎo)體。施主：摻入到半導(dǎo)體中的雜質(zhì)原子，能夠向半導(dǎo)體中提供導(dǎo)電的電子，并成為帶正電的離子。如Si中摻入五價(jià)的P和As.As：V族，其中的四個(gè)價(jià)電子與Si形成共價(jià)鍵，但多出一As多余的電子由于受正離子的吸引，As多余的電子由于受正離子的吸引，能量較導(dǎo)帶電子能引作用比共價(jià)鍵結(jié)合要弱，因此能量較價(jià)帶電子要高，施主能級(jí)位于帶隙中，離導(dǎo)帶很近：電離所需要的最小能量稱(chēng)為電離能，通常為導(dǎo)帶底電離所需要的最小能量稱(chēng)為電離能，通常為導(dǎo)帶底B原子多出的B原子多出的電子空位很容易接受價(jià)帶電子，形成共價(jià)鍵，因此較導(dǎo)帶更接近價(jià)帶：11n=p2233 半導(dǎo)體中電子的數(shù)目非常多，例如硅晶體每立方厘米中約有5×1022個(gè)硅原子，僅價(jià)電子數(shù)每立方厘米中約有4×51022個(gè)硅原子個(gè)。1f(E)

1e(EEF)/ Ei表示本征情況下的 從圖看到，從重?fù)诫sp型到重?fù)诫sN型，能級(jí)越來(lái)越高，不管能級(jí)的具置如何，對(duì)于任一給定的半導(dǎo)體材料，分別是導(dǎo)帶和價(jià)帶的有效狀cnNe(EcEF)/c

pNe(EvEF)/v 1(EE)/vi n(np)2 NNe i EEc

kTlnnnnn FkTiipEiEFkTcne

Ei kT F kTln(ND)FniniNAEFEikTln 準(zhǔn) EFn Ein

p tn(n)0e無(wú)規(guī)熱運(yùn)動(dòng),熱平衡時(shí)熱運(yùn)動(dòng)是隨機(jī)的統(tǒng)計(jì)平均的載流子的漂移運(yùn)動(dòng) 由

GaAs>Ge>電子遷移率>擴(kuò)散流密度＝DdN

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