§2.1.3 受主杂质 受主能级
Ⅲ族杂质在硅、锗中能够接受电子而产生导电空 穴，并形成负电中心，所以称它们为受主杂质或 p型杂质。
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§2.1.3 受主杂质 受主能级
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§2.1.2 施主杂质 施主能级
上述电子脱离杂质原子的束缚成为导电电子的过程称 为杂质电离
使个多余的价电子挣脱束缚成为导电电子所需要的能 量称为杂质电离能
§2.1.1 替位式杂质 间隙式杂质
杂质原子进入半导体硅后， 以两种方式存在 一种方式是杂质原子位于 品格原子间的间隙位置， 常称为间隙式杂质（A） 另一种方式是杂质原子取 代晶格原子而位于晶格点 处，常称为替位式杂质（B）
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施主杂质电离后成为不可移动的带正电的施主离子， 同时向导带提供电子，使半导体成为电子导电的n型 半导体。
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§2.1.2 施主杂质 施主能级
施主杂质的电离过程，可以用能 带图表示
第二章 半导体中杂质和缺陷能级
实际材料中 1、总是有杂质、缺陷，使周期场破坏，在杂质或
缺陷周围引起局部性的量子态——对应的能级常 常处在禁带中，对半导体的性质起着决定性的影 响。 2、杂质电离提供载流子。
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以硅中掺磷P为例： 磷原子占据硅原子的位置。磷原子
有五个价电子。其中四个价电子与 周围的四个硅原于形成共价键，还 剩余一个价电子。 这个多余的价电子就束缚在正电中 心P＋的周围。价电子只要很少能 量就可挣脱束缚，成为导电电子在 晶格中自由运动 这时磷原子就成为少了一个价电子 的磷离子P＋，它是一个不能移动 的正电中心。
如图2-4所示.当电子得到能量后ED， 就从施主的束缚态跃迁到导带成 为导电电子，所以电子被施主杂 质束缚时的能量比导带底 EC 低ED 。将被施主杂质束缚 的电子的能量状态称为施主能级， 记为 ，E所D 以施主能级位于离 导带底很近的禁带中
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ห้องสมุดไป่ตู้
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§2.1.1 替位式杂质 间隙式杂质
金刚石型晶体结构中的两种空隙如图2-1所示。这些空 隙通常称为间隙位置
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§2.1.2 施主杂质 施主能级
Ⅴ族杂质在硅、锗中电离时，能够施放电子而产 生导电电子并形成正电中心，称它们为施主杂质 或n型杂质
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§2.1.2 施主杂质 施主能级
信息学院电子系微电子专业必修课程
半导体物理
Semiconductor Physics
茅惠兵 信息科学技术学院
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第二章 半导体中杂质和缺陷能级
理想半导体：
1、原子严格地周期性排列，晶体具有完整的晶格 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。由本 征激发提供载流子 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。
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§2.1 硅、锗晶体中的杂质能级
§2.1.1 替位式杂质 间隙式杂质
一个晶胞中包含有八个硅原子，若近似地把原子看成是
半径为r的圆球，则可以计算出这八个原于占据晶胞空间
的百分数如下： 2r 1 a 3 r= 3 a
4
8
8 3r3
4 a3
0.34
说明，在金刚石型晶体中一个晶胞内的8个原子只占有晶 胞体积的34%，还有66%是空隙
以硅中掺磷B为例： B原子占据硅原子的位置。磷原子有
三个价电子。与周围的四个硅原于形 成共价键时还缺一个电子，就从别处 夺取价电子，这就在Si形成了一个空 穴。 这时B原子就成为多了一个价电子的 磷离子B－，它是一个不能移动的负电 中心。 空穴束缚在正电中心B－的周围。空穴 只要很少能量就可挣脱束缚，成为导 电空穴在晶格中自由运动
§2.1.1 替位式杂质 间隙式杂质
两种杂质特点： 间隙式杂质原子一般比较小，如：锂离子，0.068nm 替值式杂质时： 1）杂质原子的大小与被取代的晶格原子的大小比较相近 2）价电子壳层结构比较相近 如：ⅢⅤ族元素
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