2第二章半导体中杂质和缺陷能级

1、中科院物理所发现硼、氮共掺杂使金属性碳纳米管转变为半导体中科院物理所发现硼、氮共掺杂使金属性碳纳米管转变为半导体 纳米管电学性质的不可控问题依然是悬而未决的难题，这是由于在制备的样品中约2/3的纳米管为半导体性，约1/3的纳米管为金属性，两者共存大大限制了碳纳米管在纳米电子器件中的进一步应用。昭和Titanium制造的氧化钛类光催化剂粉末担任项目负责人的东京大学尖端科学技术研究中心教授桥本和仁担任项目负责人的东京大学尖端科学技术研究中心教授桥本和仁第二章第二章 半导体中杂质和缺陷能级半导体中杂质和缺陷能级 2.1 2.1 锗、硅晶体中的杂质能级锗、硅晶体中的杂质能级 2.2 -2.2 -族化合

2、物中的杂质能级族化合物中的杂质能级 2.3 2.3 缺陷、位错能级缺陷、位错能级2.1 2.1 硅、锗晶体中的杂质能级硅、锗晶体中的杂质能级2.1.1 2.1.1 替位式杂质和间隙式杂质替位式杂质和间隙式杂质2.1 2.1 硅、锗晶体中的杂质能级硅、锗晶体中的杂质能级2.1.2 2.1.2 施主杂质施主杂质 施主能级施主能级2.1 2.1 硅、锗晶体中的杂质能级硅、锗晶体中的杂质能级2.1 2.1 硅、锗晶体中的杂质能级硅、锗晶体中的杂质能级2.1.3 2.1.3 受主杂质受主杂质 受主能级受主能级2.1 2.1 硅、锗晶体中的杂质能级硅、锗晶体中的杂质能级2.1 2.1 硅、锗晶体中的杂质能

3、级硅、锗晶体中的杂质能级2.1.4 2.1.4 杂质浅能级电离能的简单计算杂质浅能级电离能的简单计算2.1 2.1 硅、锗晶体中的杂质能级硅、锗晶体中的杂质能级2.1 2.1 硅、锗晶体中的杂质能级硅、锗晶体中的杂质能级2.1.5 2.1.5 杂质的补偿作用杂质的补偿作用2.1 2.1 硅、锗晶体中的杂质能级硅、锗晶体中的杂质能级2.1 2.1 硅、锗晶体中的杂质能级硅、锗晶体中的杂质能级2.1.6 2.1.6 深能级杂质深能级杂质2.1 2.1 硅、锗晶体中的杂质能级硅、锗晶体中的杂质能级2.1 2.1 硅、锗晶体中的杂质能级硅、锗晶体中的杂质能级2.1.6 2.1.6 深能级杂质深能级杂质

4、第二章第二章 半导体中杂质和缺陷能级半导体中杂质和缺陷能级 2.1 2.1 锗、硅晶体中的杂质能级锗、硅晶体中的杂质能级 2.2 -2.2 -族化合物中的杂质能级族化合物中的杂质能级 2.3 2.3 缺陷、位错能级缺陷、位错能级2.2 -2.2 -族化合物中的杂质能级族化合物中的杂质能级2.2.1 2.2.1 GaAs中的杂质中的杂质2.2 -2.2 -族化合物中的杂质能级族化合物中的杂质能级第二章第二章 半导体中杂质和缺陷能级半导体中杂质和缺陷能级 2.1 2.1 锗、硅晶体中的杂质能级锗、硅晶体中的杂质能级 2.2 -2.2 -族化合物中的杂质能级族化合物中的杂质能级 2.3 2.3 缺陷

5、、位错能级缺陷、位错能级2.3 2.3 缺陷、位错能级缺陷、位错能级2.3 2.3 缺陷、位错能级缺陷、位错能级2.3.1 2.3.1 点缺陷点缺陷2.3 2.3 缺陷、位错能级缺陷、位错能级2.3.1 2.3.1 点缺陷点缺陷2.3 2.3 缺陷、位错能级缺陷、位错能级2.3.1 2.3.1 点缺陷点缺陷2.3 2.3 缺陷、位错能级缺陷、位错能级2.3.1 2.3.1 点缺陷点缺陷2.3 2.3 缺陷、位错能级缺陷、位错能级位错的形成原因位错的形成原因：应力作用使得晶格发生畸变。位错类型位错类型：基本类型是刃型位错（棱位错）和螺型位错2.3.2 2.3.2 位错位错2.3 2.3 缺陷、位

6、错能级缺陷、位错能级2.3 2.3 缺陷、位错能级缺陷、位错能级螺型位错 刃型位错（棱位错）棱位错对半导体性能的影响：棱位错对半导体性能的影响： 1 1）位错线上的悬挂键可以接受电子变为负电中心，表现为受主；）位错线上的悬挂键可以接受电子变为负电中心，表现为受主；悬挂键上的一个电子也可以被释放出来而变为正电中心，此时表悬挂键上的一个电子也可以被释放出来而变为正电中心，此时表现为施主，即不现为施主，即不饱和的悬挂键具有双性行为饱和的悬挂键具有双性行为，可以起受主作用，可以起受主作用，也可以起施主作用。也可以起施主作用。2 2）位错线处）位错线处晶格变形晶格变形，导致，导致能带变形能带变形2.3.2 2.3.2 位错位错2.3 2.3 缺陷、位错能级缺陷、位错能级3 3）位错线）位错线影响杂质分布影响杂质分布均匀性均匀性4 4）位错线若接受电子变成负电中心，对载流子有）位错线若接受电子变成负电中心，对载流子有散射散射作用。作用。5 5）影响少子寿命影响少子寿命，原因：一是能带变形，禁带宽度减小，有利于，原因：一是能带变形，禁带宽度减小，有利于非平衡载流子复合；二是在禁带中产生深能级，促进载流子复合。非平衡载流子复合；二是在禁带中产生深能级，促进载流子复合。2.3.2 2.3.2