半導體器件和技術/雜質半導體
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本徵半導體的導電性很差，我們可以通過在本徵半導體中摻入適量的雜質元素，得到雜質半導體，以此來增強導電性。同時，通過控制摻入雜質元素的濃度，我們可以控制雜質半導體的導電性能。
按摻入雜質元素不同，可形成N型半導體和P型半導體。
N型半導體
[編輯]在純硅晶體中摻入五價元素（如磷），可形成N型半導體。雜質原子的最外層有五個價電子，除形成共價鍵外，還多出一個電子。多出的電子不受共價鍵束縛，只需很少的能量就能成為自由電子，而雜質原子因在晶格上，且又缺少電子，故變為不能移動的正離子。N型半導體中，自由電子的濃度大於空穴濃度，故稱自由電子為多數載流子（多子），稱空穴為少數載流子（少子）。由於雜質原子可以提供電子，故稱為施主原子。N型半導體主要靠自由電子導電，摻入雜質越多，自由電子濃度越高，導電性能越強。
P型半導體
[編輯]在純硅晶體中摻入三價元素（如硼），則可以形成P型半導體。雜質原子的最外層有三個電子，當它們與周圍的硅原子形成共價鍵時，就產生了一個「空位」，當硅原子的外層電子填補此空位時，其共價鍵中便產生一個空穴，而雜質原子則成為不可移動的負離子。因此，在P型半導體中，空穴為多子，自由電子為少子，主要靠空穴導電。摻入的雜質越多，空穴濃度就越高，導電性能越強。因雜質原子中的空位吸收電子，故稱之為受主原子。
總結
[編輯]雜質的摻入使得多子的數目大大增加，使多子與少子複合的機會大增多。因此，對於雜質半導體，多子濃度越高，少子的濃度就越低。可以認為，多子的濃度約等於所摻雜質原子濃度，因而它受溫度的影響很小；而少子是本徵激發形成的，所以儘管其濃度很低，卻對溫度大常敏感，這將影響半導體器件的性能。