刘恩科半导体物理第二章半导体中的杂质和缺陷

刘恩科半导体物理第二章半导体中的杂质和缺陷

半导体中的杂质和缺陷

• 杂质
  • 杂质类型
    • 间隙式杂质：杂质原子小
    • 替位式杂质：杂质原子大小及价电子层结构与晶格原子相近
  • 杂质电离能
    • 能级
      • 浅能级杂质
        • 类氢原子模型计算
        • n型：施主电离，施主能级靠近导带
        • p型：受主电离：受主能级靠近价带
        • 同时存在p型和n型
          • 杂质补偿作用
            • n型：Nd>>Na
            • p型：Na>>Nd
            • 杂质高度补偿：Nd和Na相近
      • 深能级杂质：距离价带和导带都比较远
        • 往往同时引入多个能级
        • 以替位杂质为主
        • 一般含量较少，对导电类型影响不如浅能级杂质
        • 主要影响载流子的复合，形成复合中心
• 缺陷
  • 点缺陷（热缺陷）
    • Frenkel缺陷：间隙原子与空位成对出现
    • Schottky缺陷：只有空位而无间隙原子
    • 晶体中空位往往比间隙原子多得多，所以空位是常见的点缺陷
    • 替位原子：AB间替位，反结构缺陷，概率小
  • 位错：晶格畸变