您了解半导体材料的特征参数吗?看看什么是半导体杂质!

在本文中,编辑者将介绍半导体材料和半导体杂质的特征参数。

如果您想了解半导体的详细信息,或者想提高您对半导体的了解,请阅读以下内容。

1.半导体材料和特性参数半导体材料是一类具有半导体特性的电子材料,用于制造半导体器件。

常用的重要半导体的导电机理是通过电子和空穴这两种载流子来实现的,因此分别有N型和P型。

半导体材料通常具有一定的带隙,并且其电性能容易受到外部条件(例如光,温度等)的影响。

通过掺杂特定的杂质来制备不同导电类型的材料。

杂质(尤其是重金属快速扩散杂质和深层杂质)对材料性能有重大影响。

因此,半导体材料应该具有高纯度,这不仅需要用于制造半导体材料的原料的相对高纯度,而且还需要超净的生产环境以最小化生产中的杂质。

大多数半导体材料是晶体,并且半导体器件对材料的晶体完整性有更高的要求。

另外,对材料的各种电参数的均匀性有严格的要求。

半导体材料是一类功能材料,其电导率在室温下介于绝缘材料的电导率之间。

导电是通过两种类型的载流子实现的:电子和空穴,并且室温下的电阻率通常在105到107欧姆之间。

半导体材料的特性参数包括禁带宽度,电阻率,载流子迁移率,非平衡载流子寿命和位错密度。

禁带宽度由半导体的电子状态和原子构型决定,反映了激发该材料原子中的价电子从结合态到自由态所需的能量。

电阻率和载流子迁移率反映了材料的电导率。

非平衡载流子寿命反映了在外部作用(例如光或电场)下半导体材料的内部载流子从非平衡态到平衡态的弛豫特性。

位错是晶体中最常见的缺陷类型,位错密度用于测量半导体单晶材料的晶格完整性程度。

对于非晶半导体材料,此参数不可用。

2.半导体杂质半导体中的杂质对电阻率有很大的影响。

当在半导体中掺杂少量杂质时,杂质原子附近的周期性电势场会受到干扰并形成额外的受限状态,这将在禁带中产生杂质能级。

例如,当四价元素锗或硅晶体掺杂有五价元素磷,砷,锑和其他杂质原子时,杂质原子是晶格的分子,并且其五个价电子中的四个与周围的锗有关(或硅)原子形成共价键,多余的电子在杂质原子附近键合,产生类似于氢的能级。

杂质能级位于导带底部附近的禁带上方。

杂质能级上的电子容易被激发到导带并成为电子载流子。

可以提供电子载流子的这种杂质称为施主,相应的能级称为施主能级。

供体能级上的电子跃迁到导带所需的能量远小于从价带到导带激发所需的能量。

当痕量的三价元素硼,铝,镓和其他杂质原子掺杂到锗或硅晶体中时,杂质原子与周围的四个锗(或硅)原子形成没有电子的共价键。

空位的相应能量状态是杂质能级,通常低于价带附近的禁带。

价带中的电子容易被激发到杂质能级以填补空位,从而使杂质原子变成负离子。

由于价带中缺乏电子,因此形成了空穴载流子。

这种可以提供空穴的杂质称为受体杂质。

在存在受体杂质的情况下,在价带中形成空穴载流子所需的能量比在本征半导体的情况下小得多。

f