• 2022-06-15
    为什么单质硅掺入微量杂质(如砷或硼)后,导电能力会增大?
  • 答:高纯硅是重要的半导体材料。在其晶体中,由于每个Si有4个价电子,均采用[tex=1.357x1.429]XtS16T5p44VZ7z7jyQOahg==[/tex]杂化轨道与相邻的4个Si形成4条σ键,无自由电子。只有在较高温度或光照下,少量价电子获得能量后方可变为自由电子,所以Si在较高温度下才有一定的导电能力,而在常温下其导电能力很弱。这点也可通过能带理论解释:在Si晶体中,价电子所在的满带和导带之间的禁带比较狭窄(绝缘体的能量间隙[tex=4.214x1.214]GSuSCpFPBruS3qkBwnf9fvgiZujzJSpTibVAnHnM1cQ=[/tex],半导体[tex=4.0x1.286]i9osBgYIOkan9NCWZmmOiZIhLO4+l/J0CQL0B1o1P8E=[/tex])。当光照或加热时,满带的电子易被激发而越过禁带到导带上去,使原来的空的导带也有部分电子,而满带上则留有空穴,这样满带和导带都有可能导电。其导电性随温度升高而增加。因为温度越高,电子越易被激发越过禁带。金属导体则相反,温度升高,金属离子的振动加剧,妨碍电子的流动,从而使导电性下降。在纯的单质Si中,掺人杂质,将极大地影响其导电性。在单晶硅中掺入微量的As(或其他VA族元素如P、Sb等)后,As原子占据了晶格中少量的Si原子的位置。由于As等元素有5个价电子,除用4个价电子与相邻的Si原子形成共价键外,还剩余1个电子,该电子比成键的价电子所受的束缚作用弱得多,这就相当于多了1个电子在晶体中流动,所以使导电性增加(这就是所谓的n型硅半导体或施主半导体)。在单晶硅中掺人微量的B(或其他IIIA族元素如Al,Ga、In等)后,B原子占据晶格中少量的Si原子的位置。当它与4个相邻的Si原子形成共价键时,缺少1个电子,即可看作一个带正电荷的空穴,与其相邻Si原子的价电子能带中的电子很容易激发到该空穴中的能级中,而移走了Si的价电子处又留下一个新的空穴。如此空穴不断地移动(相当于电子的反向移动),产生电流,所以Si中掺人微量B等杂质后,导电能力大大增强(这就是所谓的p型硅半导体或空穴型、受主半导体)。

    内容

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      下列半导体材料中,属于p型半导体的是( )。 A: 硅中掺入硼 B: 锗中掺入磷 C: 锗中掺入碳 D: 硅中掺入砷

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      在纯净的半导体中适当掺入极微量的外来杂质,则半导体的导电能力不会改变。

    • 2

      杂质对于半导体导电性能有很大影响,下面哪两种杂质分别掺杂在硅中能显著的提高硅的导电性能()。 A: 硼或铁 B: 铁或铜 C: 硼或磷 D: 金或银

    • 3

      在纯净的半导体中掺入极微量的磷、硼等杂质将使半导体的导电性能()。 A: 大大增加 B: 大大减小 C: 稍有增加 D: 不变

    • 4

      【填空题】如果在本征半导体(如硅)中掺入微量 , 就形成P型半导体。如果在本征半导体(如硅)中掺入 微量 , 就形成N型半导体