杂质半导体的研究进展

在室温下，半导体的导电性与温度密切相关，因此实际的半导体器件常常在本征半导体中加入一定浓度的杂质原子。按掺入的杂质元素不同，可形成N型半导体和P型半导体。

1.N型半导体

为在半导体内产生更多的自由电子，在纯净的硅晶体中掺入五价元素（如磷、砷、锑等），就形成了N型半导体。杂质原子的最外层有五个价电子，所以除了与其周围硅原子形成共价键外，还多出一个电子，这种杂质原子称为施主原子，如图1.1.3所示。N型半导体中，自由电子的浓度大于空穴的浓度，故称自由电子为多数载流子，简称为多子，空穴为少数载流子，简称为少子。N型半导体主要靠自由电子导电，掺入的杂质越多，多子的浓度就越高，导电性能也就越强。

2.P型半导体

为在半导体内产生更多的空穴，在纯净的硅晶体中掺入三价元素（如硼、铟、铝等），就形成P型半导体。杂质原子的最外层有3个价电子，当它们与周围的硅原子形成共价键时，就产生了一个“空位”。当硅原子的外层电子填补此空位时，共价键中便产生一个空穴。杂质原子中的空位吸收电子，故称之为受主原子，如图1.1.4所示。在P型半导体中，空穴为多子，自由电子为少子，主要靠空穴导电。(www.xing528.com)

图1.1.3　N型半导体

图1.1.4　P型半导体

杂质半导体多子的浓度约等于所掺杂质原子的浓度，因而它受温度的影响很小；而少子是本征激发形成的，尽管其浓度很低，却对温度非常敏感，这将影响半导体器件的性能。