?n型半導(dǎo)體,n型半導(dǎo)體形成及特點(diǎn)分析-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2023-09-19
半導(dǎo)體是一種導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間的一種材料。半導(dǎo)體中有兩種載流子--價(jià)帶中的空穴和導(dǎo)帶中的電子。以電子導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體就稱之為N型半導(dǎo)體,與N型半導(dǎo)體相對(duì)的,是以空穴導(dǎo)電為主的P型半導(dǎo)體。
常見的（也是商業(yè)化的）芯片襯底材料是硅。但是純硅為原子晶體，不具備導(dǎo)電特性。因此想要向硅中摻雜磷原子或者硼原子。當(dāng)向硅中注入磷原子時(shí)，磷最外圍有5個(gè)電子，其中有4個(gè)電子與周圍的硅原子形成共價(jià)鍵，剩余一個(gè)電子。這個(gè)電子可以自由移動(dòng)。因此具備了導(dǎo)電特性。這種半導(dǎo)體稱之為N型半導(dǎo)體（negative的首字母縮寫）。
摻雜和缺陷均可造成導(dǎo)帶中電子濃度的增高。對(duì)于鍺、硅類半導(dǎo)體材料，摻雜Ⅴ族元素(磷、砷、銻等)，當(dāng)雜質(zhì)原子以替位方式取代晶格中的鍺、硅原子時(shí)，可提供除滿足共價(jià)鍵配位以外的一個(gè)多余電子，這就形成了半導(dǎo)體中導(dǎo)帶電子濃度的增加，該類雜質(zhì)原子稱為施主。
Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體的施主往往采用Ⅳ或Ⅵ族元素。某些氧化物半導(dǎo)體，如ZnO、Ta2O5等，其化學(xué)配比往往呈現(xiàn)缺氧，這些氧空位能表現(xiàn)出施主的作用，因而該類氧化物通常呈電子導(dǎo)電性，即是N型半導(dǎo)體，真空加熱，能進(jìn)一步加強(qiáng)缺氧的程度，這表現(xiàn)為更強(qiáng)的電子導(dǎo)電性。
n型半導(dǎo)體能量圖
N型半導(dǎo)體也被稱為電子型半導(dǎo)體,它(們)是自由電子濃度遠(yuǎn)大于空穴濃度的雜質(zhì)半導(dǎo)體。
N型半導(dǎo)體靠電子導(dǎo)電,在半導(dǎo)體材料中摻入微量磷、砷、銻等元素后,半導(dǎo)體材料中就會(huì)產(chǎn)生很多帶負(fù)電的電子,使半導(dǎo)體中自由電子的濃度大大高于空穴濃度。
摻雜、缺陷,都可以造成導(dǎo)帶中電子濃度的增高。對(duì)于硅、鍺類半導(dǎo)體材料,摻雜磷、砷、銻等Ⅴ族元素,當(dāng)雜質(zhì)原子以替位方式取代晶格中的鍺、硅原子時(shí),可提供除滿足共價(jià)鍵配位以外的一個(gè)多余電子,這就形成了半導(dǎo)體中導(dǎo)帶電子濃度的增加,該類雜質(zhì)原子稱為施主。Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體的施主往往采用Ⅳ或Ⅵ族元素。某些氧化物半導(dǎo)體,如ZnO、Ta2O5等,其化學(xué)配比往往呈現(xiàn)缺氧。這些氧空位能表現(xiàn)出施主的作用,因而該類氧化物通常呈電子導(dǎo)電性,即是N型半導(dǎo)體,真空加熱,能進(jìn)一步加強(qiáng)缺氧的程度,這表現(xiàn)為更強(qiáng)的。
P型半導(dǎo)體也叫空穴型半導(dǎo)體,是以帶正電的空穴導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體,或者說(shuō)是空穴濃度遠(yuǎn)大于自由電子濃度的雜質(zhì)半導(dǎo)體。
在純凈的硅晶體中摻入微量三價(jià)元素(如硼、鋁、銦),由于這些三價(jià)元素周圍有3個(gè)價(jià)電子,與周圍4價(jià)硅原子組成共價(jià)結(jié)合時(shí)缺少一個(gè)電子,形成一個(gè)空穴,取代了晶格中硅原子的位置。在P型半導(dǎo)體中,空穴為多子,自由電子為少子,空穴相當(dāng)于帶正電的粒子,在這類半導(dǎo)體的導(dǎo)電中起主要作用。
由于P型半導(dǎo)體中正電荷量與負(fù)電荷量相等,故P型半導(dǎo)體呈電中性。
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