半導體基礎知識複習

纖鋅礦結構4：4配位，六方晶系，實際上是由兩個密排六方點陣疊加而成的，其中乙個相對於另乙個平移了r=0a+0b+1/3c的點陣向量。

5、半導體中載流子

價帶頂部的電子被激發到導帶後，形成了傳導電子，傳導電子參與導電，電子帶有負電荷－q，還具有負的有效質量；

激發乙個電子到導帶，價帶中就出現乙個空狀態，把價帶中空著的狀態看成是帶正電的粒子，稱為空穴，空穴不僅有正電荷＋q，還具有正的有效質量。

導帶上的電子參與導電，價帶上的空穴也參與導電，半導體具有電子和空穴兩種載流子。

6、本徵、p型、n型、能帶結構

完全純淨、結構完整的半導體晶體稱為本徵半導體。本徵半導體也存在電子和空穴兩種載流子,但電子數目n和空穴數目p一一對應，數量相等，n＝p。

在矽或鍺的晶體中摻入少量的 5 價雜質元素，即構成 n 型半導體(或稱電子型半導體)。常用的 5 價雜質元素有磷、銻、砷等。v族雜質在矽中電離時，能夠釋放電子而產生導電電子並形成正電中心，稱為施主雜質。

n型半導體中，自由電子濃度遠大於空穴的濃度，即 n >> p 。電子稱為多數載流子(簡稱多子)，空穴稱為少數載流子(簡稱少子)。

在矽或鍺的晶體中摻入少量的 3 價雜質元素，即構成 p 型半導體(或稱空穴型半導體)。常用的 3 價雜質元素有硼、鎵、銦等。iii族雜質在矽中電離時，能夠釋放空穴而產生導電空穴並形成負電中心，稱為受主雜質。

p型半導體中，空穴濃度遠大於自由電子的濃度，即p >> n 。空穴稱為多數載流子(簡稱多子)，電子稱為少數載流子(簡稱少子)。

7、遷移率、霍爾係數

假設電子平均速度為，電子濃度為n，電流密度為j=-nq，平均速度和電場強度成正比

=μ|e|，電流密度j=-nqμ|e|，電導率σ=nqμ，μ稱為電子遷移率，表示單位場強下電子的平均漂移速度。

電子的電導率σ=nq，n是電子濃度，是電子的遷移率；空穴的電導率σ=pq，p是空穴濃度，是空穴的遷移率。

本徵半導體，n＝p

n型半導體，n>>p，

p型半導體，n<霍爾係數：p型半導體n型半導體

8、計算

熱平衡條件：溫度一定時，兩種載流子濃度乘積等於本徵濃度的平方。

ni為本徵載流子濃度

本徵半導體

n型半導體

p型半導體

電中性條件：整塊半導體的正電荷量與負電荷量恒等。

例：本徵矽中摻入0.0000002%的磷雜質（原子比），已知矽的原子密度為5×1022/cm3，ni＝1.

5×1010/cm3 求：摻雜前後多數載流子和少數載流子的變化？

磷雜質的原子比為2×10-9，故2×10-9×5×1022/cm3=1014/cm3，∴