半导体物理笔记——第二章半导体中的杂质和缺陷能级

发布网友发布时间：2024-10-03 20:52

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热心网友时间：2024-10-21 10:25

施主和受主的杂质能级是半导体物理研究的重要部分。在第一章中，我们了解到半导体结构的特性，为理解杂质能级的形成提供了基础。施主杂质，如磷，因其外层电子数多于四个，容易在与硅或锗原子结合时剩余一个电子，成为半导体中的施主能级。受主杂质，如硼，外层电子数不足四个，在形成共价键后能多容纳一个电子，形成受主能级。施主能级位于导带底附近，受主能级则靠近价带顶。杂质能级的存在允许电子或空穴在能量激发下跃迁，从而改变半导体的导电性质，n型半导体中以电子为主导，p型半导体则以空穴为主。

杂质补偿作用在半导体掺杂过程中起着关键作用。当施主杂质浓度大于受主杂质浓度时，施主能级上溢出的电子首先填充受主能级，剩余的施主能级电子才是有效载流子，形成n型半导体。相反，受主浓度高时，施主电子优先转移到受主能级，形成p型半导体。这种补偿作用对于理解半导体性能的*至关重要。

除了掺杂，半导体中还可能存在的缺陷和位错也是研究重点。缺陷包括杂质原子、热缺陷如Frankel缺陷和Schottky缺陷，以及晶格畸变导致的位错，如滑移位错和螺位错。这些因素破坏了半导体的周期性势场，影响电子的运动特性。理解缺陷和位错对提高半导体材料性能具有重要意义。

总的来说，施主和受主能级的形成、杂质补偿作用以及缺陷和位错对半导体物理特性的影响，是半导体研究的基石，对深入理解半导体材料的物理行为和性能*具有重要指导作用。

半导体物理笔记——第二章 半导体中的杂质和缺陷能级

半导体物理笔记——第二章半导体中的杂质和缺陷能级