雜質缺陷

組或晶體的主體原子稱為基莫原子,摻入晶體中的異種原子或同位素稱為雜質。

雜質缺陷屬於晶體缺陷的點缺陷,指外來質點(雜質)取代正常質點位置或進入正常結點的間隙位置。雜質原子或叫摻雜原子,其量一般少於 0.1%,進人晶體後,因雜質原子和本徵原子的性質不同,故它不僅破壞了原子有規則的排列,而且使雜質離子周圍的周期勢場發生改變,從而形成缺陷。雜質原子可分間隙雜質原子及置換雜質原子兩種。前者是雜質原子跑到本徵原子點陣間隙中,後者則是雜質原子替代了本徵原子。一般來講,到底是間隙雜質原子還是置換雜質原子是根據原子大小來的。

(1)雜質原子占據基質原子的位置,稱為排位式雜質缺陷。為了有目的地改善晶體的某種性能,常常有控制地在晶體中引進某類外來原子,形或替位式雜質,這在半導體的製備過程中是習以為常的,我們知道,鍺、矽單晶體是由4價原子構成的半導體;在純養的情況下,它們的半導電性質不靈敏。如果在高純的鍺、矽單晶體中有控制地持入微量的3價雜質或微量的5價雜質磷、鋁等,例如在100000個矽原子中有1個硼原子,可以使矽的電導增加1000倍。
(2)雜質原子比如晶格間隙位置,稱為填隙式雜質缺陷,在奧氏體酬中,碳原子進入面心立方結構鐵晶體的填隙位置,是典型的填取雜質缺陷、通常,相對原子半徑較小的雜質原子常以填察方式出現在晶體之中。

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