p型和n型半导体掺杂是通过添加特定杂质(受主或施主)人为调控半导体导电性的关键技术,分别形成以空穴(p型)或电子(n型)为主的载流子,是构建现代电子器件的基础。
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p型半导体掺杂
通过掺入三价元素(如硼、铝)作为受主杂质,在硅晶体中产生空穴。这些空穴因缺少电子而带正电,成为多数载流子,使材料呈现正电荷主导的导电特性,广泛应用于二极管阳极或MOSFET的源极。 -
n型半导体掺杂
掺入五价元素(如磷、砷)作为施主杂质,为硅晶体提供多余的自由电子。电子作为多数载流子使材料具备负电荷导电性,常见于二极管阴极或晶体管的发射极。 -
掺杂浓度的影响
杂质含量直接决定载流子密度和电阻率。高掺杂可降低电阻但可能引发隧穿效应,需平衡性能与可靠性。
理解p型和n型掺杂的机制与差异,是设计半导体器件(如PN结、太阳能电池)的核心,其精准控制推动了集成电路的高效化与微型化。