10.3
用于集成电路的纯硅晶圆是一种不含杂质的本征半导体,其电导率较低。
在绝对零度时,其导带为空。电子在不同能级上的占据概率由费米能级决定。此处,费米能级位于带隙的中央。
当温度升高时,多个电子会跃迁至导带,导致其相应的能带中电子与空穴的浓度相等。
通过掺杂引入杂质,可以调节本征硅的电导率,从而将其转变为非本征半导体。
硅有四个价电子。当掺入五价杂质时,它会取代一个硅原子并提供一个多余的电子,该电子作为多数载流子。这类半导体称为N型半导体。此时,费米能级向导带附近移动。
相反,三价杂质会形成称为空穴的空位,构成多数载流子。这类半导体被称为p型半导体。在此情况下,费米能级向价带方向移动。