受主

受主即為摻入半導體中的一類雜質，它能接受半導體中的價帶電子，產生同數量的空穴，從而改變半導體的導電性能。

例如，摻入半導體鍺和矽中的三價元素硼、銦、鎵等原子都是受主。

如果某一半導體的雜質總量中，受主的數量占多數，則這半導體是p型半導體。

基本介紹

• 中文名：受主
• 外文名：acceptor
• 領域：半導體材料
• 定義：半導體中的一類雜質
• 作用：改變半導體的導電性能
• 學科：材料科學

定義

摻入半導體中的一類雜質或缺陷，它能接受半導體中的價帶電子，產生同數量的空穴，從而改變半導體的導電性能.例如，摻入半導體鍺和矽中的三價元素硼、鎵等原子都是受主.如果某一半導體的雜質總量中，受主的數量占多數，則這半導體是P型半導體.，這種雜質或缺陷叫做受主。

受主能級

價帶中的電子如獲得一定能量，可以跳到受主能級上，同時價帶中出現一個空穴。這一過程也可以理解為：束縛在受主能級上的空穴獲得一定能量後進入價帶，成為自由空穴，這一能量叫做空穴的電主取勝。電離能小的受主能級是淺受主能級，電離能大的是深受主能級。

在能級圖上空穴能量是向下增加的，受主能級在價帶頂上方。硼、鋁、銦、鎵是鍺、矽中的淺受主能級雜質。硼、鋁、銦、鎵也稱為鍺、矽中的P型雜質。深能級受主可能成為電子陷阱或複合中心。

質或缺陷為什麼會形成受主能級，其情況是很複雜的。 不同材料、不同雜質產生受主能級的原因可以很不相同. 與施主一樣，一種最簡單的也是實際上最重要的受主雜質是類氫雜質. 在鍺、矽、Ⅲ-V族化合物等重要的半導體材料中加入少一個價電子的元素(如在鍺、矽中加入硼、鋁、鎵;在Ⅲ-Ⅴ族化合物中加入Ⅱ族元素代替原來的Ⅲ族原子)，它們成為受主.。

以矽為例，矽是Ⅳ族元素，有四個價電子，與四個近鄰原子形成四個共價鍵. 假如有Ⅲ族元素原子，例如硼原子替代一個矽原子，只有三個價電子的硼原子必須從附近的矽原子獲得一個多出的價電子，自己變成-1價的負離子，同時在價帶中形成一個空穴、這個空穴可以為雜質的負電荷所束縛，亦正如同氫原子的情形，只是正負電荷對調了.這樣一個束縛的空穴相當於圖中所示的受主能級，位於價帶頂之上，這是因為，空穴電離意味著產生一個在價帶中自由運動的空穴，在能帶中這相當於需要能量εD才能使價帶頂一個電子激發到受主能級而在價帶頂留下一個自由空穴.電離能一般是百分之幾電子伏的數量級.電離能遠小於半導體禁頻寬度的受主又稱為淺能級受主。

相關知識

在製備PTC陶瓷材料時，加入少量鐵、錳、銅等離子作為受主摻雜物，可以改善PTC陶瓷的性能。在燒結時，由於燒結助劑的影響，這些受主摻雜物部分進入晶格，大部分在晶界偏析。偏析在晶界上的受主摻雜離子可以捕獲導電電子，從而使晶界勢全升高，材料的升阻比增大。但受主摻雜物摻雜量繼續增加，受主離子將進入晶格補償施主離子，參與導電的電子減少，材料室溫電阻率逐漸增大，升阻比受此影響會減小。如何控制好受主摻雜物的摻雜量，獲得理想的低室溫電阻率高升阻比的材料是實驗研究的重點。