n型半导体,n型半导体形成及特点分析-KIA MOS管
半导体是一种导电性介于导体和绝缘体之间的一种材料。半导体中有两种载流子--价带中的空穴和导带中的电子。以电子导电为主的半导体就称之为N型半导体,与N型半导体相对的,是以空穴导电为主的P型半导体。
什么是n型半导体?
常见的（也是商业化的）芯片衬底材料是硅。但是纯硅为原子晶体，不具备导电特性。因此想要向硅中掺杂磷原子或者硼原子。当向硅中注入磷原子时，磷最外围有5个电子，其中有4个电子与周围的硅原子形成共价键，剩余一个电子。这个电子可以自由移动。因此具备了导电特性。这种半导体称之为N型半导体（negative的首字母缩写）。
n型半导体形成原理
掺杂和缺陷均可造成导带中电子浓度的增高。对于锗、硅类半导体材料，掺杂Ⅴ族元素(磷、砷、锑等)，当杂质原子以替位方式取代晶格中的锗、硅原子时，可提供除满足共价键配位以外的一个多余电子，这就形成了半导体中导带电子浓度的增加，该类杂质原子称为施主。
Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的施主往往采用Ⅳ或Ⅵ族元素。某些氧化物半导体，如ZnO、Ta2O5等，其化学配比往往呈现缺氧，这些氧空位能表现出施主的作用，因而该类氧化物通常呈电子导电性，即是N型半导体，真空加热，能进一步加强缺氧的程度，这表现为更强的电子导电性。
n型半导体能量图
N型半导体和P型半导体的特点
N型半导体也被称为电子型半导体,它(们)是自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体。
N型半导体靠电子导电,在半导体材料中掺入微量磷、砷、锑等元素后,半导体材料中就会产生很多带负电的电子,使半导体中自由电子的浓度大大高于空穴浓度。
掺杂、缺陷,都可以造成导带中电子浓度的增高。对于硅、锗类半导体材料,掺杂磷、砷、锑等Ⅴ族元素,当杂质原子以替位方式取代晶格中的锗、硅原子时,可提供除满足共价键配位以外的一个多余电子,这就形成了半导体中导带电子浓度的增加,该类杂质原子称为施主。Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的施主往往采用Ⅳ或Ⅵ族元素。某些氧化物半导体,如ZnO、Ta2O5等,其化学配比往往呈现缺氧。这些氧空位能表现出施主的作用,因而该类氧化物通常呈电子导电性,即是N型半导体,真空加热,能进一步加强缺氧的程度,这表现为更强的。
P型半导体也叫空穴型半导体,是以带正电的空穴导电为主的半导体,或者说是空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体。
在纯净的硅晶体中掺入微量三价元素(如硼、铝、铟),由于这些三价元素周围有3个价电子,与周围4价硅原子组成共价结合时缺少一个电子,形成一个空穴,取代了晶格中硅原子的位置。在P型半导体中,空穴为多子,自由电子为少子,空穴相当于带正电的粒子,在这类半导体的导电中起主要作用。
由于P型半导体中正电荷量与负电荷量相等,故P型半导体呈电中性。
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