10.3
集積回路に用いられる純シリコンウェーハは、不純物を含まず、電気伝導率が低い天然半導体です。
ケルビンがゼロの場合、その伝導バンドは空です。異なるエネルギー準位での電子の占有確率は、フェルミ準位によって与えられます。ここでは、バンドギャップの中央にあります。
温度が上昇すると、いくつかの電子が伝導帯に移動し、それぞれのバンドに電子と正孔が同濃度になります。
真性シリコンの導電性は、ドーピングによって不純物を導入し、それを外因性半導体に変換することで調整できます。
シリコンには4つの価電子があります。五価不純物をドープすると、シリコン原子が置き換えられ、過剰な電子が供与され、これが多数派キャリアとして機能します。このような半導体をN型半導体と呼びます。ここでは、フェルミ準位が伝導帯の近くでシフトしています。
逆に、三価不純物は穴と呼ばれる空いている場所を作り、大部分の電荷キャリアを形成します。これらの半導体はp型半導体と呼ばれます。ここでは、フェルミ準位が価数帯に向かってシフトしています。
著作権 © 2026 MyJoVE Corporation. 無断転載を禁じます。