影响半导体禁带宽度的因素有哪些?分别是怎么影响的?

影响半导体禁带宽度的因素有哪些?分别是怎么影响的?,第1张

我来回答一下,本人某电微电子科学与工程专业,有表述不当之处,望批评指正。

影响半导体禁带宽度的因素主要有两种:温度与掺杂浓度。(以si、Ge、GaAs半导体为主)

1、半导体禁带宽度具有负温度系数:

原子到晶体,经过价键杂化(即:sp3杂化),一条原子能级一般对应多个能带。当温度升高时,晶体的原子间距增大,能带宽度虽然变窄,但禁带宽度却是减小的。(这里解释一下,虽然原子间距增大了,并且能带宽度变窄了,但是此时有多条能带,相对来说,禁带宽度是变小的);

2、掺杂浓度升高时,由于杂质能级的出现,可能导致禁带宽度变窄:

其实这一点从本质来解释是不太好理解的,我这里举个例子,再给出我个人的一些理解,希望可以帮助你理解这一点。例:在BJT中,发射区高掺杂会导致禁带宽度变窄。我个人理解是,有了杂质能级的加入,导电性增强,就像把禁带宽度一分为二,原先的阻碍减少了一部分,相当于禁带宽度变窄了。(纯属个人理解)

随原子间距变化。在原有的基础上,由于原子相互靠近,在一定程度内,原有的价带和导带展宽,会导致禁带宽度减小。禁带宽度随原子间距变化,疏处禁带宽度减小,密度增大,使能带结构发生波形起伏。禁带宽带的改变反映出导带底和价带顶的升高和降低,引起能带极值的改变。


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