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杂质的补偿作用
杂质的补偿作用
当ND>>NA时
n= ND-NA ≈ ND，半导体是n型的
当ND<p= NA-ND ≈ NA，半导体是p型的
当ND≈NA时
补偿半导体
有效杂质浓度
补偿后半导体中的净杂质浓度。
6. 深杂质能级
根据杂质能级在禁带中的位置，杂质分为：
浅能级杂质→能级接近导带底Ec或价带顶Ev，电离能很小
深能级杂质→能级远离导带底Ec或价带顶Ev，电离能较大
EC
ED
EV
EA
Eg
EC
EA
EV
ED
Eg
深能级杂质
非III、V族元素（52页图2-8/9）
特点
多为替位式杂质
硅、锗的禁带中产生的施主能级距离导带底和价带顶较远，形成深能级，称为深能级杂质。
深能级杂质能够产生多次电离，每次电离均对应一个能级。有的杂质既能引入施主能级，又能引入受主能级。
类氢模型：计算束缚电子或空穴运动轨道半径及电离能
运动轨道半径：
电离能：
施主杂质电离能
受主杂质电离能
对于Si中的P原子，剩余电子的运动半径约为24.4 ：
Si: a=5.4
剩余电子本质上是在晶体中运动
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
P
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si：r=1.17
施主能级靠近导带底部
对于Si、Ge掺P
Ec
Ev
ED
估算结果与实测值有相同的数量级
对于Si、Ge掺B
Ec
Ev
EA
Ec
ED
电离施主
电离受主
Ev
杂质的补偿作用
(1) ND＞NA
半导体中同时存在施主和受主杂质，施主和受主之间有互相抵消的作用
此时半导体为n型半导体
有效施主浓度n=ND-NA
EA
Ec
ED
EA
Ev
电离施主
电离受主
(2) ND此时半导体为p型半导体
有效受主浓度p=NA- ND
(3) ND≈NA
杂质的高度补偿
Ec
ED
EA
Ev
本征激发产生的导带电子
本征激发产生的价带空穴

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