导电性能例如P、As、Sb杂质处于硅晶格位置,四个电子形成共价键,一个多余的电子可以被激发到硅的导带中,形成电子导电,电离能: P (0.044 eV)、As(0.049 eV) 、Sb(0.039 eV)B、Al、Ga杂质位于硅晶格,需要接受一个电子,在晶格中形成空位,电离能: B(0.045 eV)、Al(0.057 eV)、Ga(0.065 eV)深能级杂质杂质施主能级距离导带低较远杂质受主能级距离价带顶较远硅中的金属杂质通常是深能级杂质,且常常有多个能级,既有施主能级,又有受主能级例如Au: 施主0.35eV,受主0.54eVCu:受主0.52eV, 0.37eV, 0.24eVFe:施主0.55eV, 施主0.40eVEcEdEvEcEAEv硅的禁带宽度1.12eV杂质电离杂质电离后获得电子或空位——载流子杂质电离与温度有关,与杂质浓度有关完全电离时的载流子浓度n轻掺杂时(1011-1017cm-3)室温下材料中的杂质可以全部电离)exp(D????ND 电离杂质浓度Nc导带有效态密度Ec导带底能级EF 费米能级载流子迁移与硅材料电阻载流子在外加电场的作用下做漂移,平均漂移速率V根据电导定义,材料的电导率等于载流子浓度和载流子迁移速率之积因而电阻率EV??E为电场强度?为载流子迁移率???nq11??载流子浓度n每个载流子所带电荷q??nq?载流子迁移与硅材料电阻载流子迁移主要受到晶格散射和杂质散射,对于较纯的材料,室温下主要是晶格散射;如右图,温度越高,晶格散射越明显,(杂质含量1014cm-3 )电子迁移速率较大载流子迁移率随杂质浓度升高而下降?-?+室温下硅的电阻率与载流子浓度多晶硅、单晶硅的生产中经常需要测试电阻率来控制产品质量电阻率的测试方法较为简单易行通过电阻率可以换算成杂质浓度但对于高补偿材料慎用!轻掺杂硅材料电阻率与载流子浓度成反比
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