?n型半導體,n型半導體形成及特點分析-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2023-09-19
半導體是一種導電性介于導體和絕緣體之間的一種材料。半導體中有兩種載流子--價帶中的空穴和導帶中的電子。以電子導電為主的半導體就稱之為N型半導體,與N型半導體相對的,是以空穴導電為主的P型半導體。
常見的（也是商業(yè)化的）芯片襯底材料是硅。但是純硅為原子晶體，不具備導電特性。因此想要向硅中摻雜磷原子或者硼原子。當向硅中注入磷原子時，磷最外圍有5個電子，其中有4個電子與周圍的硅原子形成共價鍵，剩余一個電子。這個電子可以自由移動。因此具備了導電特性。這種半導體稱之為N型半導體（negative的首字母縮寫）。
摻雜和缺陷均可造成導帶中電子濃度的增高。對于鍺、硅類半導體材料，摻雜Ⅴ族元素(磷、砷、銻等)，當雜質原子以替位方式取代晶格中的鍺、硅原子時，可提供除滿足共價鍵配位以外的一個多余電子，這就形成了半導體中導帶電子濃度的增加，該類雜質原子稱為施主。
Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體的施主往往采用Ⅳ或Ⅵ族元素。某些氧化物半導體，如ZnO、Ta2O5等，其化學配比往往呈現(xiàn)缺氧，這些氧空位能表現(xiàn)出施主的作用，因而該類氧化物通常呈電子導電性，即是N型半導體，真空加熱，能進一步加強缺氧的程度，這表現(xiàn)為更強的電子導電性。
n型半導體能量圖
N型半導體也被稱為電子型半導體,它(們)是自由電子濃度遠大于空穴濃度的雜質半導體。
N型半導體靠電子導電,在半導體材料中摻入微量磷、砷、銻等元素后,半導體材料中就會產生很多帶負電的電子,使半導體中自由電子的濃度大大高于空穴濃度。
摻雜、缺陷,都可以造成導帶中電子濃度的增高。對于硅、鍺類半導體材料,摻雜磷、砷、銻等Ⅴ族元素,當雜質原子以替位方式取代晶格中的鍺、硅原子時,可提供除滿足共價鍵配位以外的一個多余電子,這就形成了半導體中導帶電子濃度的增加,該類雜質原子稱為施主。Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體的施主往往采用Ⅳ或Ⅵ族元素。某些氧化物半導體,如ZnO、Ta2O5等,其化學配比往往呈現(xiàn)缺氧。這些氧空位能表現(xiàn)出施主的作用,因而該類氧化物通常呈電子導電性,即是N型半導體,真空加熱,能進一步加強缺氧的程度,這表現(xiàn)為更強的。
P型半導體也叫空穴型半導體,是以帶正電的空穴導電為主的半導體,或者說是空穴濃度遠大于自由電子濃度的雜質半導體。
在純凈的硅晶體中摻入微量三價元素(如硼、鋁、銦),由于這些三價元素周圍有3個價電子,與周圍4價硅原子組成共價結合時缺少一個電子,形成一個空穴,取代了晶格中硅原子的位置。在P型半導體中,空穴為多子,自由電子為少子,空穴相當于帶正電的粒子,在這類半導體的導電中起主要作用。
由于P型半導體中正電荷量與負電荷量相等,故P型半導體呈電中性。
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