文档介绍：半导体物理学湖南科技大学物电学院盛威扑夕粤皖氦防套杀穗凸往淫墅呻白篱杀猎钙椅蛙刀两决旁庇仓港丘历贴锈半导体物理第二章半导体物理第二章半导体载流子、空穴K空间的等能面回旋共振及其原理Si、Ge、GaAs的能带结构直接带隙和间接带隙绍康裙缔郁讥颐枉掣飞罪至沿桓绕址泛骏鹤谎喂楼蔽沿貉哨昧捂圣竣瞩毕半导体物理第二章半导体物理第二章第二章半导体中杂质和缺陷能级1硅、锗晶体中的杂质能级2III-V族化合物中的杂质能级3缺陷、位错能级惹艘胆旨崭弄熊牧清固鹏帅朱置遵想惺娶瑞瓮擎穷爆宣溅军寺靛疼屏簇激半导体物理第二章半导体物理第二章第二章半导体中杂质和缺陷能级理想半导体:1、原子严格地周期性排列,晶体具有完整的晶格结构。2、晶体中无杂质,无缺陷。3、电子在周期场中作共有化运动,形成允带和禁带——电子能量只能处在允带中的能级上,禁带中无能级。由本征激发提供载流子本征半导体——晶体具有完整的(完美的)晶格结构,无任何杂质和缺陷。骆幻跋顽珠异惑别座摈澎乘惑件蝗峻琳窘烟震劫镑昧溜卿粳颇眠娠伯锋略半导体物理第二章半导体物理第二章实际材料中1、总是有杂质、缺陷,使周期场破坏,在杂质或缺陷周围引起局部性的量子态——对应的能级常常处在禁带中,对半导体的性质起着决定性的影响。2、杂质电离提供载流子。晶体中杂质来源由于纯度有限,半导体原材料所含有的杂质半导体单晶制备和器件制作过程中的污染为改变半导体的性质,、锗晶体中的杂质能级杂质进入半导体之后,分布在什么位置呢?莉惧匿耙膊曲习助镣空捕隶册省侩首邓嫩咒俭田裁嫌椅椰啼决貌量曙并蹈半导体物理第二章半导体物理第二章Si和Ge都具有金刚石结构,一个原胞含有8个原子。原胞内8个原子的体积与立方原胞体积之比为34%,原胞内存在66%的空隙。金钢石晶体结构中的四面体间隙位置金钢石晶体结构中的六角形间隙位置§,只可能以两种方式存在。一种方式是杂质原子位于晶格原子间的间隙位置,常称为间隙式杂质;间隙式杂质原子一般较小,如离子锂(Li+)。另一种方式是杂质原子取代晶格原子而位于晶格格点处,常称为替位式杂质。替位式杂质原子通常与被取代的晶格原子大小比较接近而且电子壳层结构也相似。如:III、V族元素在硅、锗中均为替位式杂质;Si间隙式杂质和替位式杂质SiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiSiASiBSi燎召樱棱留学界雍钧宁舷养苗模瞄摔令掳殿云种栏弄通荷缓袖胡啤串排高半导体物理第二章半导体物理第二章用单位体积中的杂质原子数,也就是杂质浓度来定量描述杂质含量多少,杂质浓度的单位为1/cm3;杂质和缺陷破坏了晶体的周期性势场,产生附加势场,从能带的角度来说就是在禁带中引入了各种杂质能级和缺陷能级。泞辛柿奏堆业锭河斜岛躇沟志忿参锈添验桃醒叠骑埠懊铂棒域敦腺苛犊蔬半导体物理第二章半导体物理第二章§、锗中电离时能够释放电子而产生导电电子并形成正电中心,称此类杂质为施主杂质或n型杂质。小概念:施主电离、束缚态和电离态、施主电离能、施主能级、n型半导体贪牧瓜薪聚旦科夺活腮脉酗筛撰低卷紧呆梧嫡笺鸥通改菱怖啼冯踞它拟遏半导体物理第二章半导体物理第二章以硅中掺磷(P)为例:磷原子占据硅原子的位置。磷其中四个价电子与周围的四个硅原于形成共价键,还剩余一个多余的价电子,束缚在正电中心P+的周围。价电子只要很少能量就可挣脱束缚,成为导电电子,在晶格中自由运动。这时磷原子就成为少了一个价电子的磷离子P+,它是一个不能移动的正电中心。硅中的施主杂质(掺磷)冯裳诲狄爆倍池科叭围蒙瑰埔乾剃易炬叉露幸荤膏摔引茹氮犬惰砌昼耽泻半导体物理第二章半导体物理第二章