补充资料：半导体材料中的杂质

半导体材料中的杂质
impurity in semiconductor material

bandaotl eall旧0 zhong de zazh!半导体材料中的杂质(impurity in Semieon-duetor material)半导体晶格中存在的与其基体不同的其他化学元素原子。杂质的存在使严格按周期性排列的原子所产生的周期性势场受到破坏，这对半导体材料的性质产生决定性的影响。杂质元素在半导体材料中的行为取决于它在半导体材料中的状态，同一种杂质处于间隙态或代位态，其性质也会不同。电活性杂质在半导体材料的禁带中占有一个或几个位置作为杂质能级。按照杂质在半导体材料中的行为可分为施主杂质、受主杂质和电中性杂质。按照杂质电离能的大小可分为浅能级杂质和深能级杂质。浅能级杂质对半导体材料导电性质影响大，而深能级杂质对少数载流子的复合影响更显著。氧、氮、碳在半导体材料中的行为比较复杂，所起的作用与金属杂质不同，以硅和砷化稼为例叙述杂质的行为。 硅中的杂质主要有金属杂质和氧、碳。 金属杂质分为浅能级杂质和深能级杂质。l族元素硼、铝、稼、锢和v族元素磷、砷、锑，它们在硅中的能级，位于导带底或价带顶的附近，电离能级小，极易离化，因此称为浅能级杂质。它们是硅中主要的电活性杂质。妞族元素起受主作用，v族元素起施主作用，常用作硅的掺杂剂。这两种性质相反的杂质，在硅中首先相互补偿，补偿后的净杂质量提供多数载流子浓度。 其他金属杂质，尤其是过渡元素(重金属)，如铜、银、金、铁、钻、镍、铬、锰、铂等，在硅中的能级位置一般远离导带底或价带顶，因此称为深能级杂质。它们在硅中扩散快，并起复合中心作用，严重影响少子寿命。它们本身可产生缺陷，并易与缺陷络合，恶化材料和器件的性能。除特殊用途外，重金属元素在硅中都是有害杂质。 镍、钻、铜、铁、锰、铬和银所造成的“雾”缺陷，按次序降低。铜和镍具有高的扩散系数和高的间隙溶解度，在“雾”缺陷形成中，它们会溶解、扩散并沉淀在硅中，而铁、铬、钻则在热处理中将留在硅的表面。 铿、钠、钾、镁、钙等碱金属和碱土金属离子，在电场作用下易在p一n结中淀积，使结退化，导致击穿蠕变，MOS闽电压漂移，沟道漏电，甚至反型。 锗是替位式杂质，电中性，能有效地消除氧化片滑移，增加硅的机械强度。 氧氧在硅中是间隙型杂质，分散在硅中的氧原子呈电中性。是硅中含量最多又极为重要的杂质。硅中氧主要来源于熔融硅与石英增涡的反应。

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