雜質電離能（Ionization energy）是指半導體中雜質原子上的價電子從價鍵上被激發到導帶或者價帶中而成為載流子（分別產生電子或者空穴）所需要的能量。半導體中的雜質種類很多，主要可分為施主雜質、受主雜質、複合中心雜質以及陷阱中心雜質。不同種類的雜質，其電離能不同。
基本介紹
- 中文名：雜質電離能
- 外文名：Ionization energy
- 雜質種類：施主雜質、受主雜質等
- 領域：物理化學
雜質電離能（Ionization energy）是指半導體中雜質原子上的價電子從價鍵上被激發到導帶或者價帶中而成為載流子（分別產生電子或者空穴）所需要的能量。半導體中的雜質種類很多，主要可分為施主雜質、受主雜質、複合中心雜質以及陷阱中心雜質。不同種類的雜質，其電離能不同。
（1）施主和受主雜質：
對於施主和受主雜質，其價電子束縛得不緊，則其電離能可近似採用簡單的類氫原子模型來計算。Si和GaAs中施主雜質的電離能分別為EC－0.025eV 和EC－0.007eV，Si和GaAs中受主雜質的電離能都為EV+0.05eV。可見，在這些半導體中，施主和受主雜質的能級都很淺，即雜質能級很靠近導帶底（施主能級）或者價帶頂（受主能級）。這種雜質的束縛能級都很靠近能帶極值，故也稱為淺能級雜質。
在室溫下，施主和受主雜質幾乎都是電離了的（所謂全電離）；正因為如此，故半導體中的多數載流子濃度一般即可近似等於摻雜濃度。
（2）複合中心和陷阱中心雜質：
這些雜質的束縛能級都離開能帶極值較遠，故往往稱這些雜質為深能級雜質。由於這些雜質原子對價電子的束縛較緊，則其電離能比較大（因為能級較深），並且其電離能的估算不能採用簡單的類氫原子模型（至今尚無非常合理的模型）。
一般，雜質能級很深——很靠近禁帶中央的雜質，是複合中心雜質；雜質能級較深——雜質能級處在施主、受主能級與複合中心能級之間的雜質，是陷阱中心雜質。
