晶體硅需要通過摻雜才能成為半導體材料,摻雜后晶體結(jié)構(gòu)會發(fā)生什么變化,對材料性能有
- 教育綜合
- 2023-02-06 12:58:48
從微觀角度來說,硅為什么可以做半導體材料?
因為晶體硅具有一個非常重要的特性——單方向?qū)щ?,也就是說,電流只能從一端流向另一端,制作半導體器件的原材料就需要具有有這種特有的特性材料。 多角度解釋: (1)熱敏性 半導體材料的電阻率與溫度有密切的關(guān)系.溫度升高,半導體的電阻率會明顯變小.例如純鍺(Ge),溫度每升高10度,其電阻率就會減少到原來的一半. (2)光電特性 很多半導體材料對光十分敏感,無光照時,不易導電;受到光照時,就變的容易導電了.例如,常用的硫化鎘半導體光敏電阻,在無光照時電阻高達幾十兆歐,受到光照時電阻會減小到幾十千歐.半導體受光照后電阻明顯變小的現(xiàn)象稱為“光導電”.利用光導電特性制作的光電器件還有光電二極管和光電三極管介紹下半導體的摻雜問題?
雜質(zhì)半導體: 通過擴散工藝,在本征半導體中摻入少量合適的雜質(zhì)元素,可得到雜質(zhì)半導體。 P型半導體的導電特性:摻入的雜質(zhì)越多,多子(空穴)的濃度就越高,導電性能也就越強。 結(jié)論: 多子的濃度決定于雜質(zhì)濃度。 少子的濃度決定于溫度。 PN結(jié)的形成:將P型半導體與N型半導體制作在同一塊硅片上,在它們的交界面就形成PN結(jié)。 PN結(jié)的特點:具有單向?qū)щ娦浴? 半導體雜質(zhì) 半導體中的雜質(zhì)對電阻率的影響非常大。半導體中摻入微量雜質(zhì)時,雜質(zhì)原子附近的周期勢場受到干擾并形成附加的束縛狀態(tài),在禁帶中產(chǎn)加的雜質(zhì)能級。例如四價元素鍺或硅晶體中摻入五價元素磷、砷、銻等雜質(zhì)原子時,雜質(zhì)原子作為晶格的一分子,其半導體晶體的概念,性質(zhì)和特點是什么?
半導體、絕緣體和導體由禁帶寬度劃分,即導帶與價帶之間的相對位置決定。 1 導體的導帶和價帶基本重合,禁帶寬度為0,電子由價帶進入導帶基本無需額外能量,因此內(nèi)部存在大量自由電子,具有低電阻率。 2 半導體導帶和價帶距離適中,即禁帶寬度適中,因此價帶中的電子在常見能量級別的激勵下,例如光、熱和電壓,即可進入導帶,導致半導體電阻率變化。 3 絕緣體與半導體類同,但禁帶寬度很寬,需要大量能量才能導電,例如高于5000V的高壓電,因此電阻率很高。光和熱通常無法導致絕緣體導電,絕緣體一般耐熱性不高,能導致電子躍遷到導帶的溫度下,大部分碳基絕緣體已經(jīng)碳化,其余絕緣體已經(jīng)熔化或氣化。在硅中摻入一定量的磷、砷元素后,體系的能帶結(jié)構(gòu)發(fā)生什么變化?
硅是一種半導體材料,其原子地最外層含有四個電子,而P,As的最外層為5個電子,加入P,As后,形成N型摻雜的半導體材料,電子通道加大,導電性變強晶體硅的性質(zhì)
硅guī(臺灣、香港稱矽xī)是一種化學元素,它的化學符號是Si,舊稱矽。原子序數(shù)14,相對原子質(zhì)量28.09,有無定形和晶體兩種同素異形體,同素異形體有無定形硅和結(jié)晶硅。屬于元素周期表上IVA族的類金屬元素。 晶體結(jié)構(gòu):晶胞為面心立方晶胞。 原子體積:(立方厘米/摩爾) 氧化態(tài): Main Si+2, Si+4 晶體硅為鋼灰色,無定形硅為黑色,密度2.4g/cm3,熔點1420℃,沸點2355℃,晶體硅屬于原子晶體,硬而有光澤,有半導體性質(zhì)。硅的化學性質(zhì)比較活潑,在高溫下能與氧氣等多種元素化合,不溶于水、硝酸和鹽酸,溶于氫氟酸和堿液,用于造制合金如硅鐵、硅鋼等,單晶硅是一種重要的半導體材料,展開全文閱讀