半导体

互联网2013-11-14

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半导体由于禁带宽度较小，升温时 ( 有时还可以借助于光、电和磁效应 ) 价电子被激发，从满带进入空带，而在满带形成空穴，从而可以导电。利用纯固体晶体直接在某种势场作用下导电 ( 可为电子导电，也可为空穴导电 ) 的材料为本征半导体。这种电子激发称为本征激发。当纯材料中掺有极少量 ( 例如，相对量在 10 ^{-9} 左右 ) 不同价态的异核原子时，会使电导率发生显著变化，即使半导体改性，便形成杂质半导体。如在Ⅳ价的 Si ， Ge 中掺入Ⅴ价的 P 、 As 等原子时， P 、 As 占据了 Si 的结点位置，每个家Ⅴ价原子便以四个共价单键与周围四个 Si 结合，过剩的一个电子与原子结合得较松散，在杂质离子附近的晶格内运动。这些电子处于较高于价带而稍低于空带的杂质能带中。它们较易被激发到空带而形成 n- 型导电过程。这类杂质可称施主杂质，杂质能带动为施主能带。这种半导体称为 n- 型 ( 负型 ) 半导体或电子半导体 。相应地，如掺杂的是Ⅲ价的 B 等原子， B 替代了 Si 的位置上将出现空穴，并在 B ^{-} 附近的 Si 晶格内运动，形成了稍高于满带的杂质能带——受主能带，价带电子较易激发到受主能带上去，形成 p- 型 ( 正型 ) 导电过程。 B 等称为受主杂质。这种半导体称为 p- 型半导体或空穴半导体 。 此外，还有很多合金和化合物半导体，它们是Ⅲ - Ⅴ族化合物，如 Al ， Ga ， In 与 P ， As ， Sb 等所形成的化合物。比较典型的是 InSb ， GaAs 等，它们在激光、光电转换、红外遥感等许多技术中有广泛的应用前景。