N型半導體也被稱為電子型半導體,它(們)是自由電子濃度遠大於空穴濃度的雜質半導體。
N型半導體靠電子導電,在半導體材料中摻入微量磷、砷、銻等元素後,半導體材料中就會產生很多帶負電的電子 ,使半導體中自由電子的濃度大大高於空穴濃度。
摻雜、缺陷,都可以造成導帶中電子濃度的增高。對於矽、鍺類半導體材料,摻雜磷、砷、銻等Ⅴ族元素,當雜質原子以替位方式取代晶格中的鍺、矽原子時,可提供除滿足共價鍵配位以外的一個多餘電子,這就形成了半導體中導帶電子濃度的增加,該類雜質原子稱為施主。Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體的施主往往採用Ⅳ或Ⅵ族元素。某些氧化物半導體,如ZnO、Ta2O5等,其化學配比往往呈現缺氧。這些氧空位能表現出施主的作用,因而該類氧化物通常呈電子導電性,即是N型半導體,真空加熱,能進一步加強缺氧的程度,這表現為更強的電子導電性。
N型半導體有什麼特點?
半導體中有兩種載流子——價帶中的空穴和導帶中的電子。如前所述,以電子導電為主的半導體就稱之為N型半導體,與N型半導體相對的,是以空穴導電為主的P型半導體。這其中,「N」表示負電,取自英文Negative的第一個字母。在N型半導體中,參與導電的 (即導電載體) 主要是帶負電的電子,這些電子來自半導體中的施主。凡摻有施主雜質或施主數量多於受主的半導體都是N型半導體。例如,含有適量五價元素磷、砷、銻等的鍺或矽等半導體。
由於N型半導體中正電荷量與負電荷量相等,所以N型半導體呈電中性。自由電子主要由雜質原子提供,空穴由熱激發形成。摻入的雜質越多,多子(自由電子)的濃度就越高,導電性能就越強。