利盈娱乐(中国)创新平台有限公司

N型、P型半(ban)导体(ti)与N+型、P-型半(ban)导体(ti)

就材料的导电性而言，大致可以分为绝缘体、半导体、导体三大类（图1.5），无论哪种材料，都有一定的电阻，另外还有一类没有
电阻的(de)“超导体”，只是目前在常温条(tiao)件下还(hai)没有(you)实用化。这三类材料之(zhi)间并(bing)无绝对(dui)的(de)界(jie)限(xian)，一(yi)定条(tiao)件下是可以转化的(de)。

材(cai)料的导电性是由(you)(you)材(cai)料中的自由(you)(you)电子(Extra electron)的数(shu)量(liang)决(jue)定(ding)的。从(cong)能(neng)量(liang)的角度来(lai)看(kan)，自由(you)(you)电子的能(neng)量(liang)比较高，因此往外力(li)的作用下（电场等）可以自由(you)(you)移动，如果将它们(men)集(ji)中起来(lai)，就是导带(dai)(Conduction Band)，剩下的部分就是价(jia)带(dai)( Valence Band)，参见图1.6。价(jia)带(dai)的电子如果获得(de)足够的能(neng)量(liang)，也能(neng)够变成导带(dai)的自由(you)(you)电子。从(cong)价(jia)带(dai)到导带(dai)之间的（能(neng)量(liang)）差（距离）称为能(neng)隙。

导(dao)(dao)体(ti)（一般为(wei)金属材料）的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)隙(xi)非(fei)常小，在室(shi)温(wen)下，只需很(hen)(hen)小的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)价带的(de)(de)电(dian)(dian)(dian)子(zi)就能(neng)(neng)(neng)够很(hen)(hen)容易(yi)跳(tiao)跃(yue)至导(dao)(dao)带而导(dao)(dao)电(dian)(dian)(dian)；绝(jue)缘体(ti)的(de)(de)静(jing)隙(xi)比较大（通常大于(yu)9。V），电(dian)(dian)(dian)子(zi)很(hen)(hen)难跳(tiao)跃(yue)至导(dao)(dao)带，所以不导(dao)(dao)电(dian)(dian)(dian)；半导(dao)(dao)体(ti)的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)隙(xi)约(yue)为(wei)1- 3eV，介于(yu)导(dao)(dao)体(ti)和绝(jue)缘体(ti)之(zhi)间，只要给予适(shi)当的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)或者改变能(neng)(neng)(neng)隙(xi)的(de)(de)大小，就能(neng)(neng)(neng)够导(dao)(dao)电(dian)(dian)(dian)。

在半导体小加入合适的(de)“杂质”就(jiu)(jiu)可以改变和控(kong)制它(ta)的(de)能隙大小。如果(guo)在纯Si（硅）中(zhong)掺(chan)杂(l)oping)少量(liang)的(de)As（砷）或P（磷），二者的(de)最外层有五个(ge)(ge)(ge)电(dian)(dian)子(zi)，而(er)Si外层只有4个(ge)(ge)(ge)电(dian)(dian)子(zi)，因此(ci)就(jiu)(jiu)会多出(chu)——个(ge)(ge)(ge)自(zi)由电(dian)(dian)子(zi)，这样(yang)就(jiu)(jiu)形(xing)(xing)成了(le)(le)“N”型(xing)半导体，如图1.7所示；如果(guo)在纯Si巾掺(chan)人少量(liang)的(de)B(硼(peng))，硼(peng)的(de)最外层只有三个(ge)(ge)(ge)电(dian)(dian)子(zi)，这样(yang)就(jiu)(jiu)少了(le)(le)一个(ge)(ge)(ge)电(dian)(dian)子(zi)，形(xing)(xing)成了(le)(le)一个(ge)(ge)(ge)空穴(xue)( Hole)，形(xing)(xing)成了(le)(le)“P”型(xing)半导体。

半导体中的自由电子和(he)(he)空(kong)(kong)穴(xue)通称(cheng)为载流(liu)(liu)子(zi)(zi)(zi)(Carrier)。需要说明(ming)的是(shi)，没(mei)有掺杂(za)的普(pu)通半导体巾(jin)也(ye)是(shi)有自由(you)电(dian)子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)空(kong)(kong)穴(xue)的，只是(shi)数量相(xiang)对比(bi)较(jiao)少而已(yi)，因(yin)此这(zhei)些原本就有的自由(you)电(dian)子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)空(kong)(kong)穴(xue)统(tong)称(cheng)为“少子(zi)(zi)(zi)”（少数载流(liu)(liu)子(zi)(zi)(zi)）；因(yin)为掺杂(za)而形成的自由(you)电(dian)子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)空(kong)(kong)穴(xue)的数晕相(xiang)对比(bi)较(jiao)多，因(yin)此通称(cheng)为“多子(zi)(zi)(zi)”（多数载流(liu)(liu)子(zi)(zi)(zi)）。

掺杂(za)(za)造成半(ban)(ban)导(dao)体(ti)(ti)材(cai)料中局部(bu)自(zi)(zi)由(you)(you)电(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)或(huo)者空穴(xue)增加的(de)过程称(cheng)为(wei)(wei)“离子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)”。前者称(cheng)为(wei)(wei)“负(fu)离子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)”，后者称(cheng)为(wei)(wei)“正(zheng)离子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)”。仅采用掺杂(za)(za)丁艺(yi)形成的(de)半(ban)(ban)导(dao)体(ti)(ti)材(cai)料，N型(xing)半(ban)(ban)导(dao)体(ti)(ti)因为(wei)(wei)自(zi)(zi)由(you)(you)电(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)数(shu)量(liang)偏多(duo)而(er)(er)对外显(xian)现负(fu)极性(xing)，有时候也(ye)标(biao)识(shi)为(wei)(wei)“N-”，相应(ying)的(de)，P型(xing)半(ban)(ban)导(dao)体(ti)(ti)也(ye)标(biao)为(wei)(wei)“P+”。采用非掺杂(za)(za)工艺(yi)，如高能(neng)离子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)辐照(zhao)、激(ji)(ji)光照(zhao)射等方(fang)法(fa)可以让(rang)价(jia)带的(de)电(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)获得足够(gou)高的(de)能(neng)量(liang)而(er)(er)成为(wei)(wei)自(zi)(zi)由(you)(you)电(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)，也(ye)可以让(rang)自(zi)(zi)由(you)(you)电(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)失去足够(gou)多(duo)的(de)能(neng)量(liang)而(er)(er)降低为(wei)(wei)价(jia)带的(de)非自(zi)(zi)由(you)(you)电(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)，这(zhei)种方(fang)法(fa)称(cheng)为(wei)(wei)“激(ji)(ji)发”，采用激(ji)(ji)发的(de)方(fang)法(fa)使(shi)N型(xing)半(ban)(ban)导(dao)体(ti)(ti)中的(de)空穴(xue)增多(duo)，使(shi)之对外显(xian)示(shi)正(zheng)极性(xing)，就成为(wei)(wei)“N+”半(ban)(ban)导(dao)体(ti)(ti)；使(shi)P型(xing)半(ban)(ban)导(dao)体(ti)(ti)中的(de)自(zi)(zi)由(you)(you)电(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)增多(duo)，使(shi)之对外显(xian)示(shi)负(fu)极性(xing)，就成为(wei)(wei)“P”半(ban)(ban)导(dao)体(ti)(ti)。

自由电(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)导(dao)电(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)方式与导(dao)线(xian)线(xian)巾电(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)(de)流动类似，在电(dian)(dian)(dian)场(chang)作(zuo)用下，负离(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)(Ionization)程度(du)高的(de)(de)(de)原子(zi)(zi)(zi)(zi)将多余的(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)向(xiang)着(zhe)离(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)程度(du)比较(jiao)低的(de)(de)(de)方向(xiang)传递(di)；空穴(xue)导(dao)电(dian)(dian)(dian)则是正离(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)的(de)(de)(de)材料(liao)中，原子(zi)(zi)(zi)(zi)核外由于电(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)缺失形成的(de)(de)(de)窄穴(xue)在电(dian)(dian)(dian)场(chang)作(zuo)用下，空穴(xue)被少(shao)子(zi)(zi)(zi)(zi)（白由电(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)）补(bu)入而(er)造成空穴(xue)“移动”所形成的(de)(de)(de)电(dian)(dian)(dian)流（一(yi)般称为正电(dian)(dian)(dian)流）

关(guan)注(zhu)KIA半导体工程专辑请搜(sou)微信号:“KIA半导体”或点击本文下方图片扫一扫进入官方微信“关(guan)注(zhu)”

长按二维码识(shi)别关注