当我们知道了P型硅棒的空穴浓度值,根据同一种半导体,固定温度时导电电子的浓度与空穴的浓度的乘积保持一定值,即np=常数=ni22。因此我们可以计算出硅棒中相对应的电子的浓度(磷含量浓度),再根据N型硅晶浓度与电阻率的转换公式
计算出相对应磷含量浓度的电阻率值。具体变化图(如图2)所示。
图2
根据以上的硅棒的电阻率和浓度随长度的变化曲线图,因为P型硅棒的空穴浓度远远大于电子的浓度。我们可以看出在P型硅棒中磷补偿浓度随硅棒的长度逐渐降低,电阻率逐渐升高的。这就说明了当半导体中同时掺杂有电子和空穴时,掺杂浓度较高的一方会将少的一方进行杂质补偿,剩下的才成为多数载流子,在半导体中呈现导电类型。
为了验证上述的可行性,我们又做了如下实验:
1.2利用导电类型为N型原料掺杂成为P型导电类型的硅棒,头部电阻率控制为P型3.05 Ω· ㎝的硅棒的纵向电阻率变化曲线(图3)
图3
1.3 当我们改变N型原料掺杂为P型硅棒对其掺杂浓度升高时,头部控制为P型0.8Ω·㎝的硅棒的纵向电阻率变化曲线图4:
图4