据,而这个电子移动所留下的新的空位又可以由其它电子来填补。这样,我们可以看成是空位在依次地移动,等效于带正电荷的粒子朝着与电子运动方向相反的方向移动,称它为空穴。在半导体中,空穴和导带中的自由电子一样成为导电的带电粒子(即载流子)。电子和空穴在外电场作用下,朝相反方向运动,但是由于电荷符号也相反,因此,作为电流流动方向则相同,对电导率起迭加作用。Р2.1.3本征半导体、掺杂半导体Р图 2.2 所示的能带结构中,当禁带宽度 Eg 比较小的情况下,随着温度上升,从价带跃迁到导带的电子数增多,同时在价带产生同样数目的空穴。这个过程叫电子—空穴对的产生,把在室温条件下能进行这样成对的产生并具有一定电导率的半导体叫本征半导体,它只能在极纯的材料情况下得到的。而通常情况下,由于半导体内含有杂质或存在品格缺陷,作为自由载流子的电子或空穴中任意一方增多,就成为掺杂半导体。存在多余电子的称为 n型半导体,存在多余空穴的称为 P型半导体。Р杂质原子可通过两种方式掺入晶体结构:它们可以挤在基质晶体原子间的位上,这种情况称它们为间隙杂质;另一种方式是,它们可以替换基质晶体的原子,保持晶体结构中的有规律的原子排列,这种情况下,它们被称为替位杂质。Р周期表中Ⅲ族和 V 族原子在硅中充当替位杂质,图 2.3 示出一个 V 族(如磷)替换了一个硅原子的部分晶格。四个价电子与周围的硅原子组成共价键,但第五个却处于不同的情况,它不在共价键内,因此不在价带内,它被束缚于 V 族原子,所以不能穿过晶格自由运动,因此它也不在导带内。可以预期,与束缚在共价键内的自由电子相比,释放这个多余电子只须较小的能量,比硅的带隙能量 1.1eV 小得多。自由电子位于导带中,因此束缚于 V 族原子的多余电子位于低于导带底的能量为E的地方,如图2.4(a)所示那样。这就在“禁止的”晶隙中安置了一个允许的能级,Ⅲ族杂质的分析与此类似。
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