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文档简介

半导体中的杂质和缺陷理想半导体：1、原子严格周期性排列，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。

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。由本征激发提供载流子。实际半导体

实际半导体中原子并不是静止在具有严格周期性的晶格位置上，而是在其平衡位置附近振动；实际半导体并不是纯净的，而是含有杂质的；实际的半导体晶格结构并不是完整无缺的，而是存在着各种形式的缺陷，点缺陷，线缺陷，面缺陷；杂质和缺陷可在禁带中引入能级，从而对半导体的性质产生了决定性的作用主要内容

1.浅能级杂质能级和杂质电离；

2.浅能级杂质电离能的计算；

3.杂质补偿作用

4.深能级杂质的特点和作用1、等电子杂质；

2、Ⅳ族元素起两性杂质作用§2-1元素半导体中的杂质能级§2-3缺陷能级§2-2化合物半导体中的杂质能级点缺陷对半导体性能的影响

Si、Ge晶体中的杂质能级

1、杂质与杂质能级

杂质：半导体中存在的与本体元素不同的其它元素。杂质的来源：｛有意掺入无意掺入根据杂质在能级中的位置不同：｛替位式是杂质间隙式杂质在金刚石型晶体中，晶胞中原子的体积百分数为34%，说明还有66%是空隙。Si中的杂质有两种存在方式，a：间隙式杂质特点：杂质原子一般较小，锂元素b：替位式杂质特点：杂质原子的大小与被替代的晶格原子大小可以相比，价电子壳层结构比较相近，Ⅲ和Ⅴ族元素在Si，Ge中都是替位式以硅为例说明单位体积中的杂质原子数称为杂质浓度B:替位式→杂质占据格点位置。大小接近、电子壳层结构相近Si：r=0.117nmB：r=0.089nmP：r=0.11nmLi：0.068nmA:间隙式→杂质位于间隙位置。SiSiSiSiSiSiSiPSiLiN型半导体P型半导体复合中心陷阱杂质分类浅能级杂质深能级杂质杂质能级位于禁带中Eg浅能级施主杂质施主能级Ei受主杂质受主能级EcEv浅能级(1)VA族的替位杂质——施主杂质在硅Si中掺入PSiSiSiSiSiSiSiP+Si磷原子替代硅原子后，形成一个正电中心P＋和一个多余的价电子束缚态—未电离离化态—电离后2、元素半导体的杂质

（a）电离态

（b）中性施主态

过程：1.形成共价键后存在正电中心P+；2.多余的一个电子挣脱

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