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文档简介

半导体中的杂质能级

半导体中的杂质能级Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体中的杂质理想的GaAs晶格价键结构：含有离子键成分的共价键结构Ga-AsGaGaAsGaAs+GaAs施主杂质替代Ⅴ族元素受主杂质替代III族元素两性杂质III、Ⅴ族元素等电子杂质——同族原子取代●等电子杂质等电子杂质是与基质晶体原子具有同数量价电子的杂质原子．替代了同族原子后，基本仍是电中性的。但是由于共价半径和电负性不同，它们能俘获某种载流子而成为带电中心。带电中心称为等电子陷阱。例如，N取代GaP中的P而成为负电中心电子陷阱空穴陷阱●束缚激子

等电子陷阱俘获一种符号的载流子后，又因带电中心的库仑作用又俘获另一种带电符号的载流子，形成束缚激子。●两性杂质举例：GaAs中掺Si（Ⅳ族）

Ga：Ⅲ族As：Ⅴ族

SiGa

施主两性杂质

SiAs

受主两性杂质：在化合物半导体中，某种杂质在其中既可以作施主又可以作受主，这种杂质称为两性杂质。例1：Au（Ⅰ族）在Ge中Au在Ge中共有五种可能的状态：（1）Au+；

（2）

Au0

；

（3）

Au一

；

（4）

Au二

；

（5）

Au三。在Ge中掺Au可产生3个受主能级，1个施主能级AuGeGeGeGeAu+Au0Au-Au2-Au3-1.Au失去一个电子—施主Au＋EcEvEDED=Ev+0.04eVEcEvEDEA1Au－2.Au获得一个电子—受主EA1=Ev+0.15eV3.Au获得第二个电子EcEvEDEA1Au2－EA2=Ec-0.2eVEA24.Au获得第三个电子EcEvEDEA1EA3=Ec-0.04eVEA2EA3Au3－深能级杂质特点：不容易电离，对载流子浓度影响不大；一般会产生多重能级，甚至既产生施主能级也产生受主能级。能起到复合中心作用，使少数载流子寿命降

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