双极晶体管中的半导体掺杂 | AI生成和翻译
在半导体（如双极结型晶体管BJT中使用的半导体）的语境下，掺杂是指向纯半导体材料（如硅或锗）中有意添加微量受控杂质原子（称为掺杂剂）的工艺。这一过程通过引入额外载流子（电子或空穴）来改变材料的导电性能。
核心要点：
- 纯半导体（本征半导体）导电性有限，因其电子（负电荷载流子）与空穴（正电荷载流子）数量大致相等
- 掺杂形成具有增强导电性的非本征半导体：
- N型掺杂：添加价电子数比硅多的杂质（如磷或砷，第V族元素），形成过量自由电子，使材料整体带负电
- P型掺杂：添加价电子数较少的杂质（如硼或镓，第III族元素），形成可充当正电荷载流子的“空穴”（缺失电子），使材料整体带正电
- 在BJT中，三个区域（发射极、基极和集电极）通过交替掺杂形成NPN结构或PNP结构，从而构成两个PN结以实现电流控制与放大功能
制造过程中需精确控制掺杂浓度（通常为每立方厘米10^15至10^19个原子），以实现预期的半导体晶格性能。