Ⅴ族施主雜質(zhì)在硅中的電離能很小,一般在O.01~0.O5eV之問,和室溫下的溫度常數(shù)慮T具有相同的數(shù)量級(jí)。因此,室溫時(shí)施主雜質(zhì)的絕大部分處于電離狀態(tài)。 GD75232D硅的原了密度為5×1022ritom“cn11・如果摻人JOF atoms/′cm,的雜質(zhì),這個(gè)雜質(zhì)數(shù)只是硅原子總數(shù)的107,室溫時(shí)這些雜質(zhì)基本全部電離,貢獻(xiàn)的電子濃度就大約101:atoms/mf,這個(gè)數(shù)值同室溫時(shí)本征載流子濃度1,45×OⅡ atOn1s/cm:相比高約5個(gè)數(shù)量級(jí).所以,施主所提供的電子是載流子主體。此時(shí),硅的電阻率將由本征狀態(tài)F的2×10fΩ・cm下降至3Ω・cm。由此可見,硅晶體的導(dǎo)電性能受雜質(zhì)濃度控制。稱以電子導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體為n型半導(dǎo)體。

   在硅晶格上若有-個(gè)Ⅲ族原子替代硅原子,以硼為例,其電離示意圖如圖⒈12所示,硼原子占據(jù)硅晶體中的晶格位置,因硼原子只有3個(gè)價(jià)電子,與近鄰的4個(gè)硅原子形成3個(gè)共價(jià)鍵,有一個(gè)近鄰硅原子未成鍵,存在一個(gè)懸掛鍵。硼原子附近的硅原子(不是最近鄰的硅原子)價(jià)鍵上的電子不需要太大的附加能量就能相當(dāng)容易地填補(bǔ)

硼原子周圍價(jià)鍵的空缺,而在原先的價(jià)鍵上留下一個(gè)空 穴,硼原子因接受一個(gè)電子而成為一個(gè)負(fù)電中心。這樣既能接受電子,又能向價(jià)帶釋放空穴而本身變?yōu)?/span>負(fù)電中心的雜質(zhì)稱為受主雜質(zhì)。在空穴能量較低時(shí),負(fù)電中`心將空穴束縛在自己的周圍,形成空穴的束縛態(tài)。當(dāng)空穴具各一定能量時(shí)就可以脫離這種束縛,進(jìn)'人價(jià)帶,所需要的最小能量就是受主電離能: 雖、E\分別為價(jià)帶頂能級(jí)和受主能級(jí)。Ⅲ族受主雜質(zhì)的電離能一般也很小,在室溫時(shí),受主雜質(zhì)基本全部電離,與施主雜質(zhì)一樣,對硅晶體的導(dǎo)電性能有著重要的作用。稱以空穴導(dǎo)電為主的半導(dǎo)體為p型半導(dǎo)體。圖113給出了室溫時(shí)硅單晶電阻率與摻人磷、硼雜質(zhì)濃度之間的關(guān)系曲線。