主講人：劉貞賢半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識半導(dǎo)體導(dǎo)電能力介乎導(dǎo)體和絕緣體之間硅（Si）鍺（Ge）單晶硅鑄錠半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性光敏性當(dāng)受到光照時導(dǎo)電能力明顯增強(qiáng)可做成各種光敏元件如光敏電阻、光敏二極管等摻雜性往純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，導(dǎo)電能力明顯增強(qiáng)可做成各種不同用途的半導(dǎo)體器件，如二極管三極管和晶閘管等熱敏性當(dāng)環(huán)境溫度升高時導(dǎo)電能力顯著增強(qiáng)可做成溫度敏感元件如熱敏電阻半導(dǎo)體原子結(jié)構(gòu)示意圖（a）硅原子（b）鍺原子最常用的半導(dǎo)體材料是硅和鍺硅和鍺的原子核最外層都有四個價電子它們都是四價元素本征半導(dǎo)體完全純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體，稱為本征半導(dǎo)體單晶硅中共價鍵的結(jié)構(gòu)晶體中原子的排列方式本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理共價鍵中的價電子在獲得一定能量后，即可掙脫原子核的束縛，成為自由電子（帶負(fù)電）原子最外層有八個電子處于較穩(wěn)定的狀態(tài)，價電子受共價鍵的束縛不容易移動而成為自由電子，所以本征半導(dǎo)體不容易導(dǎo)電自由電子和空穴的形成本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理共價鍵中的價電子在獲得一定能量后，即可掙脫原子核的束縛，成為自由電子（帶負(fù)電）原子最外層有八個電子處于較穩(wěn)定的狀態(tài)，價電子受共價鍵的束縛不容易移動而成為自由電子，所以本征半導(dǎo)體不容易導(dǎo)電自由電子和空穴的形成共價鍵中留下一個空位，稱為空穴（帶正電）本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理自由電子和空穴導(dǎo)電當(dāng)半導(dǎo)體兩端加上外電壓時，在半導(dǎo)體中將出現(xiàn)兩部分電流自由電子作定向運(yùn)動→電子電流價電子填補(bǔ)空穴→空穴電流本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理自由電子和空穴導(dǎo)電—自由電子（帶負(fù)電）+空穴（帶正電）載流子雜質(zhì)半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體在本征半導(dǎo)體中摻入微量的雜質(zhì)（某種元素）,形成雜質(zhì)半導(dǎo)體摻入五價雜質(zhì)元素（如磷、砷）的半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體摻入三價雜質(zhì)元素（如硼、鎵）的半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體

Si

Si

Si

Sip+多余電子磷原子在硅或鍺的晶體中摻入磷或其他的五價元素。由于磷或其他五價元素的原子最外層有五個價電子，其中四個價電子與其他電子形成共價鍵結(jié)構(gòu)，多余的第五個電子就會很容易掙脫磷原子核的束縛而成為自由電子1N型半導(dǎo)體雜質(zhì)半導(dǎo)體

Si

Si

Si

Sip+多余電子磷原子摻雜后自由電子數(shù)目大量增加，自由電子導(dǎo)電成為這種半導(dǎo)體的主要導(dǎo)電方式稱為電子半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體1N型半導(dǎo)體在N型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流子空穴是少數(shù)載流子雜質(zhì)半導(dǎo)體在硅或鍺的晶體中摻入少量的硼或其他三價元素。在硅或鍺的晶體中每個硼原子的原子核外只有三個價電子，在形成共價鍵結(jié)構(gòu)時，將缺少一個電子而產(chǎn)生一個空位2P型半導(dǎo)體

Si

Si

Si

Si空穴硼原子B–雜質(zhì)半導(dǎo)體摻雜后空穴數(shù)目大量增加，空穴導(dǎo)電成為這種半導(dǎo)體的主要導(dǎo)電方式，稱為空穴半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體2P型半導(dǎo)體

Si

Si

Si

Si空穴硼原子B–在P型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，自由電子是少數(shù)載流子半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識小結(jié)雜質(zhì)半導(dǎo)體的類型摻入雜質(zhì)類型多數(shù)載流子少數(shù)載流子

N型半導(dǎo)體（電子半導(dǎo)體）五價元素（磷P）自由電子空穴

P型半導(dǎo)體（空穴半導(dǎo)體）三價元素（硼B(yǎng)）空穴自由電子注意無論N型或P型半導(dǎo)體，其參與導(dǎo)電的載流子都是兩種：自由電子、空穴無論N型或P型半導(dǎo)體都是中性的，對外不顯電性未來職業(yè)應(yīng)用上游支撐產(chǎn)業(yè)材料設(shè)備硅晶圓光刻膠光刻機(jī)檢測設(shè)備中游支撐產(chǎn)業(yè)分立器件二極管晶體管下游支撐產(chǎn)業(yè)通信