有控制的杂质
制造半导体器件既要减少不需要的污染,也要引入经过选择的掺杂元素。掺杂改变材料中可参与导电的电子或空穴数量,并形成不同深度与浓度的区域。这里的“杂质”不是加工失败的同义词,关键在于种类、数量和分布能否受到控制。
施主与n型材料
在硅等材料中,某些替位杂质能够提供较容易进入导电状态的电子,称为施主。电子成为多数载流子时,材料称为n型。n型并不意味着整块材料必然带负电,因为可移动电子与晶格中的电荷仍需共同计算。
参考:[1]
受主与p型材料
受主杂质可从价带接受电子,留下能参与电流的空穴;空穴占优势时称为p型。空穴表示电子体系中缺少电子的状态,不是引入了一批正电子。n型和p型材料中都可能同时存在两类载流子,区别在于哪一类占多数。
参考:[1]
从浓度分布到器件
扩散工艺的发展,使掺杂量与进入材料的深度可以更精细地控制。不同掺杂区域形成PN结,进一步用于二极管、晶体管和太阳能电池。器件特性不仅取决于选用什么元素,还受区域几何、接触和加工条件影响,不能从“掺过杂”直接推断功能。