文档介绍：半导体物理基础知识
,绝缘体和半导体
物体的导电能力,一般用材料电阻率的大小来衡量。电阻率越大,说明这种材料的导电能力越弱。表1-1给出以电阻率来区分导体,绝缘体和半导体的大致范围。
物体
电阻率
导体
半导体
绝缘体
Ω· CM
<10e-4
10e-3~10e9
>10e9

硅太阳电池生产中常用的硅(Si),磷(P),硼(B)-1所示
-1
第三层4个电子
第二层8个电子
第一层2个电子
Si
+14
P
+15
B
最外层5个电子
最外层3个电子
si
P
B
原子最外层的电子称为价电子,有几个价电子就称它为几族元素。
若原子失去一个电子,称这个原子为正离子,若原子得到一个电子,则成为一个带负电的负离子。原子变成离子的过程称为电离。

固体可分为晶体和非晶体两大类。原子无规则排列所组成的物质为非晶体。而晶体则是由原子规则排列所组成的物质。晶体有确定的熔点,而非晶体没有确定熔点,加热时在某一温度范围内逐渐软化。

在整个晶体内,原子都是周期性的规则排列,称之为单晶。由许多取向不同的单晶颗粒杂乱地排列在一起的固体称为多晶。

硅晶体的特点是原子之间靠共有电子对连接在一起。硅原子的4个价电子和它相邻的4个原子组成4对共有电子对。这种共有电子对就称为“共价键”。-2所示。
-2

晶体对称的,有规则的排列叫做晶体格子,简称晶格,最小的晶格叫晶胞。-3表示一些重要的晶胞。
(a)简单立方
(Po)
(b)体心立方
(Na、W)
(c)面心立方
(Al、Au)
-3
正四面实体结构
-4
金钢石结构

金刚石结构是一种复式格子,它是两个面心立方晶格沿对角线方向上移1/4互相套构而成(-4)。
为了简便明了,-2所示的平面结构示意图即可。

晶体中的原子可以看成是分布在一系列平行而等距的平面上,这些平面就称为晶面。每个晶面的垂直方向称为晶向。-5是几种常用到的晶面和晶向。
(100晶面)
(110晶面)
(111晶面)
-5

:
在晶体的不同面上,原子的疏密程度是不同的,若将原子看成是一些硬的球体,-6所示,按照这样方式排列的晶面就称为原子密排面。
-6