本徵半導體和外延半導體的區別

半導體器件廣泛應用於電子領域。半導體是一種電阻率介於導體和絕緣體之間的物質。半導體具有負溫度係數。半導體的電阻隨溫度降低而增加，反之亦然。當向半導體中新增合適的金屬雜質時，其導電效能會發生變化。

在本文中，我們將重點介紹本徵半導體和外延半導體之間的主要區別，並考慮摻雜水平、電導率、電荷密度等不同的引數。

什麼是本徵半導體？

純淨形式的半導體材料稱為本徵半導體。因此，本徵半導體是化學純淨的，即不含雜質。

對於本徵半導體，載流子（即空穴和電子）的數量由半導體材料本身的特性決定，而不是由雜質決定。此外，在本徵半導體中，自由電子的數量等於空穴的數量。本徵半導體的常見例子是鍺（Ge）和矽（Si）。

什麼是外延半導體？

當向本徵半導體中新增少量化學雜質時，得到的半導體材料稱為外延半導體。外延半導體也稱為摻雜半導體。在純半導體中新增雜質的過程稱為摻雜。半導體的摻雜會提高其電導率。

根據摻雜型別，外延半導體分為兩種型別，即N型半導體和P型半導體。當向本徵半導體中新增五價雜質時，得到的半導體稱為N型半導體。另一方面，當向純半導體中新增三價雜質時，得到的半導體稱為P型半導體。

本徵半導體和外延半導體的區別

下表重點介紹了本徵半導體和外延半導體之間的主要區別：

引數本徵半導體外延半導體
定義純淨形式的半導體稱為本徵半導體。當向本徵半導體中新增化學雜質時，得到的半導體稱為外延半導體。
型別本徵半導體沒有分類。根據新增的雜質，外延半導體分為兩種型別，即P型半導體和N型半導體。
摻雜對於本徵半導體，沒有摻雜或新增雜質。在外延半導體中，進行摻雜，即在純半導體中新增少量雜質。
載流子密度在本徵半導體中，電子的數量等於空穴的數量。對於外延半導體，空穴和電子的數量不相等。在P型半導體中，空穴多於電子，而在N型半導體中，電子多於空穴。
電導率本徵半導體的電導率較低。外延半導體具有較高的電導率。
電導率的依賴性本徵半導體的電導率僅取決於溫度。外延半導體的電導率取決於溫度以及新增的雜質量。
0開爾文時的電導率本徵半導體在0開爾文溫度下不導電。外延半導體在0開爾文溫度下導電。
載流子產生的原因在本徵半導體中，載流子僅由熱激發產生。對於外延半導體，載流子由熱激發以及新增到半導體中的化學雜質產生。
工作溫度本徵半導體的工作溫度較低。外延半導體的工作溫度較高。
費米能級在0開爾文時，本徵半導體的費米能級正好位於導帶和價帶之間。在0開爾文時，外延半導體的費米能級取決於半導體的型別，即對於N型半導體，它更靠近導帶，而在P型半導體中，它更靠近價帶。
載流子比率在本徵半導體中，多數載流子和少數載流子的比率為1。對於外延半導體，多數載流子和少數載流子的比率不為1。
例子純矽和鍺的晶體形式是本徵半導體的例子。外延半導體的例子是摻雜了As、P、Bi、Sb、In、B、Al等化學雜質的純矽和鍺。

結論

從以上比較可以得出結論，本徵半導體在許多方面（如電荷密度、摻雜、型別、電導率等）與外延半導體有很大的不同。

更新於： 2023年10月31日

70K+ 瀏覽量

開啟你的 職業生涯

透過完成課程獲得認證

立即開始
廣告