半导体的特性--丽晶微IC芯片

半导体器件是构成电子电路的基本元件，它们所用的材料是经过特殊加工且性能可控的半导体材料。半导
体有本征半导体和杂质半导体两种。

纯净的具有晶体结构的半导体称为本征半导体。物质的导电性能决定性于原子结构，导体一般为低价元素
，它们的最外层电子极易挣脱原子核的束缚成为自由电子，在外电场的作用下产生定向移动，形成电流。高价元
素或高分子物质，它们的最外层电子受原子核束缚力很强，很难成为自由电子，所以导电性极差，成为绝缘体。
常用的半导体材料硅和锗均为四价元素，它们的最外层电子即不像导体那么容易挣脱原子核的束缚，也不像绝
缘体那样被原子核束缚得那么紧，因而其导电性介于二者之间。在形成晶体结构的半导体中，人为地掺入特定
的杂质元素时，导电性能具有可控性，并且，在光照和热辐射条件下，其导电性还有明显的变化，这些特殊的
性质就决定了半导体可以制成各种电子元件。

通过扩散工艺，在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素，便可得到杂质半导体。按掺入的杂质元素不同，
可形成N型半导体和P型半导体,控制掺入杂质的浓度,就可控制杂质半导体的导电性能。在纯净的硅晶体中掺入五
价元素，使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了N型半导体。由于杂质原子的最外层有五个价原子，所以除了
与其周围硅原子形成共价键外，还多出一个电子。多出的电子不受共价键的束缚，只需获得很少的能量，就成为
自由电子。而杂质原子因在晶格上，且又缺少电子，故变为不能移动的正离子。N型半导体中,自由电子的浓度大
于空穴的浓度,故称自由电子为多数载流子,空穴为少数载流子,简称前者为多子,后者为少子,由于杂质原子可以提
供电子,故称之为施主原子.N型半导体主要靠自由电子导电,掺入的杂质越多,多子的浓度就越高,导电性就越强。

在纯净的硅原子中掺入三价元素，使之取代晶格中硅原子的位置，就形成P型半导体。由于杂质原子的最
外层有3个价电子，所经当它们与周围的硅原子形共价键时，就产生了一个空穴，当硅原子的外层电子填补此空
位时，其共价键中便产生一个空穴，而杂质原子成为不可移动的负离子。因而P型半导体中,空穴为多子,自由电
子为少子,主要靠空穴导电.与N型半导体相同,掺入的杂质越多,空穴的浓度就越高,使得导电性能越强。因杂质原
子中的空穴吸收电子，故称之为受主原子。由于掺入的杂质使多子的数目大大增加，从而使多子与少子复合的机
会大增加，因此，对于杂质半导体，多子的浓度越高，少子的浓度就越低，可以认为，多子的浓度约等于亿掺杂
质原子的浓度，因而它受温度的影响很小，而少子是本征激发形成的，所以尽管其浓度很低，却对温度非常敏感，
这将影响半导体器件和性能。

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