半導(dǎo)體的特性--麗晶微IC芯片

半導(dǎo)體器件是構(gòu)成電子電路的基本元件，它們所用的材料是經(jīng)過特殊加工且性能可控的半導(dǎo)體材料。半導(dǎo)
體有本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體兩種。

純凈的具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。物質(zhì)的導(dǎo)電性能決定性于原子結(jié)構(gòu)，導(dǎo)體一般為低價元素
，它們的最外層電子極易掙脫原子核的束縛成為自由電子，在外電場的作用下產(chǎn)生定向移動，形成電流。高價元
素或高分子物質(zhì)，它們的最外層電子受原子核束縛力很強(qiáng)，很難成為自由電子，所以導(dǎo)電性極差，成為絕緣體。
常用的半導(dǎo)體材料硅和鍺均為四價元素，它們的最外層電子即不像導(dǎo)體那么容易掙脫原子核的束縛，也不像絕
緣體那樣被原子核束縛得那么緊，因而其導(dǎo)電性介于二者之間。在形成晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體中，人為地?fù)饺胩囟?br /> 的雜質(zhì)元素時，導(dǎo)電性能具有可控性，并且，在光照和熱輻射條件下，其導(dǎo)電性還有明顯的變化，這些特殊的
性質(zhì)就決定了半導(dǎo)體可以制成各種電子元件。

通過擴(kuò)散工藝，在本征半導(dǎo)體中摻入少量合適的雜質(zhì)元素，便可得到雜質(zhì)半導(dǎo)體。按摻入的雜質(zhì)元素不同，
可形成N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體,控制摻入雜質(zhì)的濃度,就可控制雜質(zhì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能。在純凈的硅晶體中摻入五
價元素，使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了N型半導(dǎo)體。由于雜質(zhì)原子的最外層有五個價原子，所以除了
與其周圍硅原子形成共價鍵外，還多出一個電子。多出的電子不受共價鍵的束縛，只需獲得很少的能量，就成為
自由電子。而雜質(zhì)原子因在晶格上，且又缺少電子，故變?yōu)椴荒芤苿拥恼x子。N型半導(dǎo)體中,自由電子的濃度大
于空穴的濃度,故稱自由電子為多數(shù)載流子,空穴為少數(shù)載流子,簡稱前者為多子,后者為少子,由于雜質(zhì)原子可以提
供電子,故稱之為施主原子.N型半導(dǎo)體主要靠自由電子導(dǎo)電,摻入的雜質(zhì)越多,多子的濃度就越高,導(dǎo)電性就越強(qiáng)。

在純凈的硅原子中摻入三價元素，使之取代晶格中硅原子的位置，就形成P型半導(dǎo)體。由于雜質(zhì)原子的最
外層有3個價電子，所經(jīng)當(dāng)它們與周圍的硅原子形共價鍵時，就產(chǎn)生了一個空穴，當(dāng)硅原子的外層電子填補(bǔ)此空
位時，其共價鍵中便產(chǎn)生一個空穴，而雜質(zhì)原子成為不可移動的負(fù)離子。因而P型半導(dǎo)體中,空穴為多子,自由電
子為少子,主要靠空穴導(dǎo)電.與N型半導(dǎo)體相同,摻入的雜質(zhì)越多,空穴的濃度就越高,使得導(dǎo)電性能越強(qiáng)。因雜質(zhì)原
子中的空穴吸收電子，故稱之為受主原子。由于摻入的雜質(zhì)使多子的數(shù)目大大增加，從而使多子與少子復(fù)合的機(jī)
會大增加，因此，對于雜質(zhì)半導(dǎo)體，多子的濃度越高，少子的濃度就越低，可以認(rèn)為，多子的濃度約等于億摻雜
質(zhì)原子的濃度，因而它受溫度的影響很小，而少子是本征激發(fā)形成的，所以盡管其濃度很低，卻對溫度非常敏感，
這將影響半導(dǎo)體器件和性能。

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