硅的性質(zhì)及有關(guān)半導(dǎo)體基礎(chǔ)理論

1、硅的性質(zhì)及有關(guān)半導(dǎo)體基礎(chǔ)理論 硅是典型的具有半導(dǎo)體性質(zhì)的元素，是很重要的半導(dǎo)體材料。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前半導(dǎo)體器件的95以上用硅材料制作，集成電路99以上是用硅材料制作。 這個(gè)比例還在增大。尤其大規(guī)模集成電路（LSI）、超大規(guī)模集成電路（VLSI）、甚大規(guī)模集成電路（ULSI）都是制作在高純優(yōu)質(zhì)的硅單晶拋光片或外延片上。（1） 硅在地殼中的含量?jī)H次于氧（2）硅以化合態(tài)形式存在 (氧化物及硅酸鹽)一、硅的物化性質(zhì)1、硅晶體是灰色的硬而相當(dāng)脆的晶體，密度為2.4g/3，熔點(diǎn)為1420，沸點(diǎn)為2360 。2、硅在常溫下，僅與氟發(fā)生作用，在高溫下硅能與氯、氧、水蒸氣等作用，生成sicl4、sio2.硅在熔融狀

2、態(tài)下還能與氮、碳等反應(yīng)生成氮化硅和碳化硅。Si +2cl21200sicl4Si+O210501150siO2Si+2H2O10501150siO2+2H2Si+4HCL（氣）1250sicl4+2H23、在通常條件下，硅對(duì)HNO3、H2SO4、HCL及王水都是穩(wěn)定的。硅與HNO3、 HF的混合液起作用。其反應(yīng)式如下：Si+4HNO3Sio2+4NO2+2H2oSiO2+6HFH2（siF6）+2H2O總的反應(yīng)式為：Si+4HNO3+6HFH2（siF6）+4NO2+ 4H2O反應(yīng)生成可溶性的六氯硅酸絡(luò)合物（siF6），因此，HF和HNO3混合液是常用的硅腐蝕液.4、在常溫下硅能與堿相互作用生

3、成相應(yīng)的硅酸鹽，反應(yīng)式如下：Si+2NaOH+H2OSiNa2O3+2H2因此，10-30的NaOH的溶液可作為硅腐蝕液 5 5、硅能與Cu+2、Pb+2 、Ag2、Hg2 等金屬離子發(fā)生置換反應(yīng)，因此，硅能從這些金屬離子的鹽溶液中置換出金屬。例如：Cu+2Si=Si+2Cu 在工藝上用染色法測(cè)量P-N結(jié)的結(jié)深時(shí)常用。6、硅能溶解在熔融的鋁、金、銀、錫等金屬中，形成合金。7、在高溫下硅與鎂、銅、鈣、鉑、鉍等金屬能形成具有一定組分的硅化物。例如：硅與鎂在高溫下作用生成硅化鎂。 Si+2Mg=Mg2si 二、有關(guān)半導(dǎo)體基礎(chǔ)理論固體材料（物質(zhì)）按電學(xué)性質(zhì)可分為三類： 導(dǎo)體、 半導(dǎo)體、 絕緣體。（一）

4、晶體的基本知識(shí)自然界中多種固體大部分都具有晶體結(jié)構(gòu)。1、晶體具有一定的幾何形狀，任何晶體的形狀都是多面體，其中最簡(jiǎn)單的為正立方體。2、晶體具有各向異性的特性。即晶體的某些物理性質(zhì)與方向有關(guān)。不同方向測(cè)量它的電導(dǎo)率、介電常數(shù)以及導(dǎo)熱系數(shù)所得結(jié)果完全不一樣。 對(duì)不同形狀的晶體各向異性程度是不同的，立方形晶體的各向異性最小。對(duì)大多數(shù)晶體來(lái)講，各向異性在他們的機(jī)械性能方面表現(xiàn)尤為明顯。然而，對(duì)于非晶體它的物理性質(zhì)與方向無(wú)關(guān)，成為各向同性。3、晶體具有一定的溶解度，在某一個(gè)嚴(yán)格固定的溫度下溶解而變成液體狀態(tài)。 以上晶體的各種性質(zhì)，都可以用晶體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)加以解釋，晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)排列很有秩序，構(gòu)成晶體的各種粒

5、子：原子、離子、分子，形成規(guī)則的、有規(guī)律的、周期性的空間點(diǎn)陣。這類點(diǎn)陣是三組平面相交而成。其中每一組都是由很多彼此平行等距離的平面組成。 構(gòu)成晶體的粒子排列在空間點(diǎn)陣的結(jié)點(diǎn)上，這些粒子（分子、粒子或原子）的熱振動(dòng)只表現(xiàn)為粒子在結(jié)點(diǎn)附近的振動(dòng)，因此結(jié)點(diǎn)便是熱振動(dòng)的中心。如果將熱振動(dòng)忽略不計(jì)，則可認(rèn)為晶體的粒子是固定在空間點(diǎn)陣的結(jié)點(diǎn)上，形成晶體過(guò)程中所產(chǎn)生的點(diǎn)陣特性和類型取決于形成點(diǎn)陣的粒子之間作用力的性質(zhì)。晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)很有秩序是因?yàn)樵谶@種結(jié)合力下相應(yīng)于最小位能，所以點(diǎn)陣處在穩(wěn)定平衡狀態(tài)。晶體的形狀、點(diǎn)陣類型只決定于能量關(guān)系。 根據(jù)構(gòu)成晶體的粒子不同，可把晶體點(diǎn)陣區(qū)分為四種： A、分子點(diǎn)陣 B、原

6、子點(diǎn)陣 C、粒子點(diǎn)陣 D、金屬點(diǎn)陣 晶體又分單晶體和多晶體。晶體又分單晶體和多晶體。 單晶體：依照一定的規(guī)律和方向排列。 多晶體：各個(gè)小晶體之間的排列不完全相同，也無(wú)規(guī)則。 硅晶體結(jié)構(gòu)：硅是由很多微小的晶體所組成，微小的晶體里硅原子按嚴(yán)格的規(guī)律排列著。 在周期表上的位置，硅原子具有四個(gè)價(jià)電子，每個(gè)硅原子與另外一個(gè)硅原子的價(jià)電子組成一個(gè)電子對(duì)，這個(gè)電子對(duì)存在于兩個(gè)硅原子之間，并且依靠它們把原子與原子互相結(jié)合在一起。這種結(jié)合方式稱為“共價(jià)鍵”的結(jié)合。形成一個(gè)穩(wěn)定的原子根，帶有四個(gè)單位的正電荷，叫“原子點(diǎn)陣”結(jié)構(gòu)。 硅硅（SiSi）284相對(duì)原子質(zhì)量28.0855（二）能級(jí)概念和原子殼層組織自然界中

7、的物質(zhì)都有原子組成的。我們知道，原子是一個(gè)復(fù)雜的電系統(tǒng)，但基本上它是由帶正電核和繞核旋轉(zhuǎn)而又自轉(zhuǎn)的電子所組成，由于它們電荷相等符號(hào)相反，所以原子是中性的（即帶正電的質(zhì)子（原子核），帶負(fù)電的電子）。 電子受到原子核勢(shì)場(chǎng)的作用，只能處于某些特定的能量狀態(tài)稱為能級(jí)。 硅原子共有14個(gè)電子，分別列在1S、2S、2P、3S和3P的能級(jí)上。其中1S容納2個(gè)電子，2S容納2個(gè)電子，2P容納6個(gè)電子，它們都是占滿的。3S和3P各容納2個(gè)電子。但是對(duì)于n=3來(lái)說(shuō)最多可容納16個(gè)電子。（n 是主量子數(shù)）因而沒(méi)有占滿。這4個(gè)電子就是硅的價(jià)電子，所以硅是4價(jià)元素。常以1S2、2S2、2P6、3S2、3P2 表示硅原子

8、中的電子狀態(tài)。 電子的能量是不連續(xù)的，其值由主量子數(shù)n決定。對(duì)于含有多個(gè)電子的原子，理論和實(shí)驗(yàn)均指出電子的能量是不連續(xù)的，它們分列在不同的能級(jí)上，按層分布，成為電子殼層。用主量子數(shù)n來(lái)表示。處于n =1 狀態(tài)的電子屬于第一電子殼層，成為K殼層，處于n=2、3、4狀態(tài)的電子分別屬于第二、三、四電子殼層，分別稱為L(zhǎng)、M、N殼層，所以主量子數(shù)n 是決定電子能量的主要因素。KLMN核核第一殼層的電子，其能量仍稍有差別，它們的軌道角動(dòng)量不同，同一電子殼內(nèi)有n 個(gè)支殼層，以S、P、d、f分別表示。電子還具有自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，自轉(zhuǎn)只可能有兩個(gè)狀態(tài)，分別+1/2和-1/2。 原子中的電子首先填充最低能態(tài)，然后填充較高

9、能態(tài)，組成殼層結(jié)構(gòu)，電子分別列在內(nèi)外許多殼層上。各殼層容納的電子數(shù)各殼層容納的電子數(shù)殼層殼層n n支殼層支殼層最多容納的電子數(shù)最多容納的電子數(shù)L(L(角量子數(shù)）角量子數(shù)）能級(jí)能級(jí)電子數(shù)電子數(shù)K101S22L202S2812P6M303S21613P423d10N404S23214P624d1034f14（三）半導(dǎo)體中電子狀態(tài)和能帶制造半導(dǎo)體器件所用的材料大多是單晶體。單晶體是由靠得很緊的原子周期性重復(fù)排列而成。相鄰原子間距上有幾個(gè)的數(shù)量級(jí)，例如硅單晶的晶格常數(shù)為5.43072 ，可以算出硅每立方厘米體積內(nèi)有51022個(gè)硅原子。原子間最短距離為2.351 。(埃米(Angstrom 或ANG或)

10、是晶體學(xué)、原子物理、超顯微結(jié)構(gòu)等常用的長(zhǎng)度單位，音譯為埃，10的負(fù)10次方米，納米的十分之一。) 在晶體結(jié)構(gòu)中，每個(gè)原子是由一個(gè)帶正電的原子核與環(huán)繞在原子核外圍軌道帶負(fù)電的電子而組成的。如果原子是緊密堆積的，外層電子的軌道會(huì)互相重疊而產(chǎn)生強(qiáng)的原子間鍵合。在最外層的電子成為價(jià)電子，是決定固體電化學(xué)性質(zhì)的主要因子。*對(duì)金屬導(dǎo)體而言，價(jià)電子是由固體中所有原子所共享。在施加電場(chǎng)下，這些價(jià)電子并非局限在特定的原子軌道，而是在原子間自由流竄，因而產(chǎn)生導(dǎo)電電流。金屬導(dǎo)體的自由電子密度一般約在10E23 cm-3左右，這相當(dāng)于電阻率在10E-4ohm.cm以下。*對(duì)于絕緣體而言，價(jià)電子緊密地局限在其原子軌道，

11、無(wú)法導(dǎo)電。*對(duì)于具有金剛石結(jié)構(gòu)的硅，每個(gè)原子與鄰近四個(gè)原子構(gòu)成鍵合。ZXY金剛石晶格中四面體結(jié)構(gòu)在金剛石二維空間結(jié)構(gòu)的鍵合情況+4+4+4+4+4上面已講述硅原子的最外層軌道具有四個(gè)價(jià)電子。它可以與四個(gè)臨近原子分享其價(jià)電子，所以這樣的一對(duì)分享價(jià)電子即成為共價(jià)鍵。 在室溫下這些共價(jià)電子被局限在共價(jià)鍵上。在較高溫度熱振動(dòng)可能打斷共價(jià)鍵。當(dāng)一個(gè)共價(jià)鍵被打斷時(shí)，就釋放出一個(gè)自由電子參與導(dǎo)電行為，因此，本征半導(dǎo)體在室溫下的電性就如同絕緣體一樣，但在高溫下就如同導(dǎo)體一樣具有高導(dǎo)電性。 每當(dāng)半導(dǎo)體釋放出一個(gè)價(jià)電子時(shí)，便會(huì)在共價(jià)鍵上留下一個(gè)空穴（見(jiàn)圖2），這個(gè)空穴可能被鄰近的價(jià)電子所填補(bǔ)，導(dǎo)致空穴的不斷移動(dòng)。

12、因此我們可以把空穴看作為類似于電子的一粒子，空穴帶著正電，且在施加電場(chǎng)之下，朝與電子相反的方向運(yùn)動(dòng)。+4+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由電子“空穴”硅的二維晶體結(jié)構(gòu)（圖二） 破斷的共價(jià)鍵硅的二維晶體結(jié)構(gòu)（圖一） 完整的共價(jià)鍵（四）能帶理論 半導(dǎo)體的電阻率一般隨溫度、摻雜濃度、磁場(chǎng)強(qiáng)度、光強(qiáng)度等因素而改變。這種電阻率的敏感度使得半導(dǎo)體成為電子用途上最重要的材料之一。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的根本原因是材料的電子能帶結(jié)構(gòu)。 晶體固體材料是由原子組成。假設(shè)一開(kāi)始原子間的距離很大，然后逐漸縮小，使它們形成正常晶體。那么，不難想象，當(dāng)原子間距很大時(shí)，由于原子間沒(méi)有相互作用，每個(gè)原子對(duì)其他原子來(lái)說(shuō)是孤立的；每

13、個(gè)原子中的電子都和孤立原子中的電子一樣，處于分離的能級(jí)（如：1S、2S、2P) 上，當(dāng)原子間距縮小時(shí)，每個(gè)原子中的電子就會(huì)受到臨近原子的電子和電子核的作用，其結(jié)果是每個(gè)分離的電子能級(jí)分裂成N個(gè)彼此相隔很小的能級(jí)，新能級(jí)間的間距及位置決定于點(diǎn)陣距r.組成晶體的原子數(shù)越多，分裂后能級(jí)數(shù)也越多，能級(jí)越密集。 一個(gè)能級(jí)分裂后，密集的能量范圍叫能帶。 能級(jí)分裂首先從價(jià)電子開(kāi)始，內(nèi)層電子的能級(jí)只有在原子非常接近時(shí)才能發(fā)生分裂。*價(jià)電子能級(jí)分裂成的能帶成為價(jià)帶。通常情況下，價(jià)帶為能量最高的能帶。價(jià)帶可能被電子填滿，也可能未被填滿。*與各原子的激發(fā)能級(jí)相應(yīng)的能帶，在未被激發(fā)的正常情況下沒(méi)有電子填入，稱為空帶。

14、 由于某種電子受到激發(fā)而進(jìn)入空帶。在外電場(chǎng)作用下，這些電子在空帶中向較高的空帶能級(jí)轉(zhuǎn)移時(shí)，沒(méi)有反向電子轉(zhuǎn)移與之抵消，可形成電流。因此表現(xiàn)出導(dǎo)電性，所以空帶又稱為導(dǎo)帶。 兩個(gè)能級(jí)之間，可能有一個(gè)能量間隙，這個(gè)能量間隙稱為禁帶（也稱為帶隙）。 兩個(gè)相鄰能帶也可能重疊（交疊），此時(shí)禁帶也就消失。能帶交疊的程度與原子間的距離有關(guān)，原子間距愈小，交疊的程度愈大。 能帶可劃分成導(dǎo)帶和價(jià)帶。所謂價(jià)帶即溫度等于絕對(duì)零度時(shí)（T=0K） 電子所占據(jù)的帶。導(dǎo)帶即是在有限溫度下，部分電子因?yàn)闊徇\(yùn)動(dòng)，由最高的價(jià)帶被激發(fā)到上面的導(dǎo)帶中去，原來(lái)空的能帶獲得一定的導(dǎo)電功能，因此我們常稱為導(dǎo)帶。 在價(jià)帶和導(dǎo)帶只見(jiàn)的能量間隙稱為

15、禁帶或禁區(qū)。一般以Eg表示。在禁帶中不存在任何電子。禁帶寬度Eg是一個(gè)很重要的參數(shù)。材料不同，原子結(jié)構(gòu)不同，Eg大小也不相同。如鍺（Ge）Eg=0.75ev 硅Eg=1.12 。砷化鎵（GaAs)=1.43ev。 半導(dǎo)體在T=0K時(shí)，它和絕緣體的情況相似，只不過(guò)半導(dǎo)體的Eg要小 得多，一般等于1個(gè)電子伏特?cái)?shù)量級(jí)左右，比絕緣體小十倍。我們常以 電阻率10E10.cm區(qū)分絕緣體和半導(dǎo)體的標(biāo)準(zhǔn)。按固體能帶理論，物質(zhì)的核外電子有不同的能量。根據(jù)核外電子能級(jí)的不同，把它們的能級(jí)劃分為三種能帶：導(dǎo)帶、禁帶和價(jià)帶（滿帶）。導(dǎo) 帶價(jià) 帶禁帶絕緣體導(dǎo) 帶禁帶價(jià) 帶半導(dǎo)體導(dǎo) 帶價(jià) 帶禁 帶導(dǎo)體 絕緣體和半導(dǎo)體，它

16、的電子大多數(shù)都處于價(jià)帶，不能自由移動(dòng)。但在熱、光等外界因素的作用下，可以使少量?jī)r(jià)帶中的電子越過(guò)禁帶，躍遷到導(dǎo)帶上去成為載流子。 絕緣體和半導(dǎo)體的區(qū)別主要是禁帶的寬度不同。半導(dǎo)體的禁帶很窄，（一般低于3eV），絕緣體的禁帶寬一些，電子的躍遷困難得多。因此，絕緣體的載流子的濃度很小，導(dǎo)電性能很弱。實(shí)際絕緣體里，導(dǎo)帶里的電子不是沒(méi)有，并且總有一些電子會(huì)從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶，但數(shù)量極少。所以，在一般情況下，可以忽略在外場(chǎng)作用下它們移動(dòng)所形成的電流。但是，如果外場(chǎng)很強(qiáng)，束縛電荷掙脫束縛而成為自由電荷，則絕緣體就會(huì)被“擊穿”而成為導(dǎo)體。由于半導(dǎo)體的Eg比較小，所以在一定溫度下具有能量較大的電子就越過(guò)禁帶進(jìn)入導(dǎo)

17、帶。使原來(lái)空著的導(dǎo)帶有了電子，而且在價(jià)帶中也出現(xiàn)了一些電子的空位，這樣導(dǎo)帶中的電子和價(jià)帶中的電子，在外電場(chǎng)的作用下，都可作定向運(yùn)動(dòng)。因此，半導(dǎo)體在一定的溫度下具有導(dǎo)電性。1、半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)電子和空穴。 電子自價(jià)帶激發(fā)到導(dǎo)帶，不僅使導(dǎo)帶有了導(dǎo)電的功能，而且原來(lái)價(jià)帶由于有一些狀態(tài)空了出來(lái)，也獲得了一定的導(dǎo)電性能。這一事實(shí)在半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)購(gòu)具有十分重要的意義。 在能帶論中，引入“空穴”的概念來(lái)描述價(jià)帶中有空狀態(tài)時(shí)的導(dǎo)電作用。 價(jià)帶中的電子激發(fā)到導(dǎo)帶之后，價(jià)帶內(nèi)出現(xiàn)了相應(yīng)的電子空位，這些電子的空位稱為空穴。正是由于這種空位的產(chǎn)生，價(jià)帶的導(dǎo)電才有可能，因?yàn)檫@時(shí)的電子可以在電場(chǎng)的作用下改變它的狀態(tài)。在價(jià)

18、帶中的電子離開(kāi)自己的位置，可以填到一個(gè)電子空位上去，然而它自己卻留下了一空位，這個(gè)空位又可以被其它另外一個(gè)電子所占據(jù)這樣繼續(xù)不斷下去，電子逆著電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)就好像它的空位順著電場(chǎng)方向在運(yùn)動(dòng)。這樣電子和空穴在電場(chǎng)作用下沿相反的方向運(yùn)動(dòng)，空穴則相當(dāng)于一個(gè)正電荷。 價(jià)帶中的空穴總是比電子少得多，所以空穴的概念只在基本上被填滿的價(jià)帶中才有具體的意義。 電子和空穴的電荷相等而符號(hào)相反，他們的能量狀態(tài)也相反。也就是說(shuō)電子的低能量狀態(tài)相當(dāng)于空穴的高能量狀態(tài)。電子接受能量之后，使它從低能量級(jí)躍遷到高能量級(jí)上去，空穴卻相反，接受能量的結(jié)果，使它從電子的高能量級(jí)轉(zhuǎn)到低能量級(jí)。 從上述可知，半導(dǎo)體的電子、空穴都能參與

19、導(dǎo)電，提供電流。故稱電子和空穴都是載流子。由空穴引起的導(dǎo)電稱為空穴導(dǎo)電。由電子引起的導(dǎo)電稱為電子導(dǎo)電。半導(dǎo)體具有這兩種不同的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)，是半導(dǎo)體的重要特征。許多半導(dǎo)體器件正是利用這一特征而工作的。 上述都是針對(duì)結(jié)構(gòu)完整、完全純凈的半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)的一般情況。此種半導(dǎo)體稱為本征半導(dǎo)體。對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電稱本征導(dǎo)電。 本征導(dǎo)電的特點(diǎn)是兩種載流子同時(shí)產(chǎn)生，又同時(shí)參加導(dǎo)電，并且它們的數(shù)目完全相等。 2、雜質(zhì)的影響 實(shí)際上半導(dǎo)體材料晶格中總是含有一些缺陷。半導(dǎo)體晶格內(nèi)存在著各種與組成半導(dǎo)體的元素不同的雜質(zhì)原子，有時(shí)我們還有意識(shí)的、人為的把一定的雜質(zhì)元素引入半導(dǎo)體晶格。 實(shí)踐證明，即使含有極微量的雜質(zhì)和缺陷，可以

20、對(duì)半導(dǎo)體的各種性質(zhì)產(chǎn)生決定性的影響。半導(dǎo)體的導(dǎo)電性主要由所含的雜質(zhì)和缺陷決定的。在雜質(zhì)和缺陷附近可能形成束縛電子的狀態(tài)。 3、P P型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體和N N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體 主要由施主或受主決定導(dǎo)電性，有時(shí)稱為雜質(zhì)導(dǎo)電性雜質(zhì)導(dǎo)電性。N N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體如果雜質(zhì)是施主，則導(dǎo)電性主要依靠由施主激發(fā)到導(dǎo)帶的電子。這種主要依靠導(dǎo)帶電子導(dǎo)電的半導(dǎo)體常稱為N N型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體。P P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體如果雜質(zhì)是受主，導(dǎo)電性主要依靠?jī)r(jià)帶中的空穴。這種主要依靠空穴導(dǎo)電的半導(dǎo)體稱為P P型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體。 由此可見(jiàn)，N型半導(dǎo)體主要是電子參與導(dǎo)電，而且電子數(shù)空穴數(shù)，電子稱為多數(shù)載流子，而空穴為少數(shù)載流子。反之

21、，P型半導(dǎo)體主要是空穴參與導(dǎo)電，則空穴為多數(shù)載流子，而電子為少數(shù)載流子。 一般在本征四元素半導(dǎo)體中 （Si或Ge）摻入族原子硼（B），族原子磷（P) 、砷（As）。硅（Si）的原子在最外面有四個(gè)價(jià)電子，它們組成穩(wěn)定的共價(jià)鍵。族元素的原子硼最外面是三個(gè)價(jià)電子， 族元素的原子磷、砷、銻在對(duì)外層則有五個(gè)價(jià)電子。 在硅中有四個(gè)價(jià)電子正好填充了晶格中的價(jià)帶，當(dāng)有一個(gè)族原子摻入時(shí)，則四個(gè)硅電子填充了價(jià)帶以外，還多余一個(gè)電子，然而在雜質(zhì)原子所在點(diǎn)也比硅原子多了一個(gè)正電荷（硅原子去掉價(jià)電子，有正電荷4e ,而族原子去掉價(jià)電子剩下正電5e ). 電子流動(dòng)時(shí)運(yùn)載著一定的電荷量，我們把這種能運(yùn)載電量的粒子叫作載流子載流子。在半導(dǎo)體中，電子和空穴都可以運(yùn)載電量，我們把它們統(tǒng)稱為載流子。 硅原子為族原子代替，效果是造成一個(gè)正電中心和一個(gè)多余電子，正電中心正好能夠束縛多余的電子，束縛狀態(tài)在導(dǎo)帶的下面。在熱運(yùn)動(dòng)足夠供給電離能時(shí)，就可以把電子激發(fā)到導(dǎo)帶中去，所以族原子在硅中里面形成施主，使半導(dǎo)體成為N型半導(dǎo)體。 族硼原子（B）的價(jià)電子比硅少一個(gè)，所以代替了晶格中的原子時(shí)價(jià)電子不