不純物半導体

●n型半導体

となりあったシリコン原子は互いに電子を
共有しあっている。
→純粋なシリコン結晶には電気が流れにくい。
→4価のシリコンに不純物である5価のリンを
入れると、電子が1つ余る。この電子は自由に
動くことができる。
→電子がキャリアとなる。

電気ドープ
Si(4価)+P、As、Sbなど(5価)
→余分な電子を伝導体に放出
→電子を提供する不純物=ドナー(donor)

伝導体の底よりわずかに低いエネルギーに
電子束縛状態を形成
→ドナー準位

ドナー準位の電子は、大部分が熱励起により
放出される
→伝導体の電子密度 増加

●p型半導体

となりあったシリコン原子は互いに電子を
共有しあっている。
→純粋なシリコン結晶には電気が流れにくい。
→ここに3価のホウ素などが加わると、
電子のないホールができる。
→電圧がかかると、ホールの近くにある電子が
プラス極に引かれてホールに移送する。新たな
ホールに電子が移動してくる。
→一連の動きによって電流が流れる。

ホール・ドープ
Si(4価)+B、Al、Ga、Inなど(3価)
電子を受け入れて、価電子帯にホールが残る
→電子を受け取る不純物=アクセプター(accepter)

価電子帯の頂上よりわずかに高いエネルギーに
ホール束縛状態を形成
→アクセプター準位

アクセプター準位のホールは、その大部分が熱励起に
より放出される
→価電子帯のホール密度 増加