题目
掺磷的n型硅,室温时,=2.8times (10)^19(cm)^-3, =2.8times (10)^19(cm)^-3,那么,300K时掺杂范围应保持多少才能其处于强电离区。
掺磷的n型硅,室温时,
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题目解答
答案
本题考查了半导体掺杂浓度与强电离区的关系。
强电离区条件：掺杂浓度
满足以下关系：
代入已知数据：
计算得：
掺杂浓度应保持在
以上。
解析
步骤 1：理解强电离区条件
强电离区条件是指掺杂浓度（Na）满足以下关系：$Na\geqslant \dfrac {{N}_{C}}{e\times p(\dfrac {\Delta {E}_{p}})}{({K}_{BT})-1}$，其中$N_{C}$是有效态密度，$\Delta E_{p}$是能级差，$k_{B}T$是玻尔兹曼常数与温度的乘积，$e$是自然对数的底数。
步骤 2：代入已知数据
根据题目给出的数据，$N_{C}=2.8\times {10}^{19}{cm}^{-3}$，$\Delta E_{D}=0.044eV$，$k_{B}T=0.026eV$。代入强电离区条件公式，得到：$Na\geqslant \dfrac {2.8\times {10}^{19}}{e\times p(\dfrac {0.044}{0.026})-1}$。
步骤 3：计算掺杂浓度
计算得到：$Na\geqslant \dfrac {2.8\times {10}^{19}}{e\times p(\dfrac {0.044}{0.026})-1}=\dfrac {2.8\times {10}^{19}}{4.41}=6.35\times {10}^{18}{cm}^{-3}$。
强电离区条件是指掺杂浓度（Na）满足以下关系：$Na\geqslant \dfrac {{N}_{C}}{e\times p(\dfrac {\Delta {E}_{p}})}{({K}_{BT})-1}$，其中$N_{C}$是有效态密度，$\Delta E_{p}$是能级差，$k_{B}T$是玻尔兹曼常数与温度的乘积，$e$是自然对数的底数。
步骤 2：代入已知数据
根据题目给出的数据，$N_{C}=2.8\times {10}^{19}{cm}^{-3}$，$\Delta E_{D}=0.044eV$，$k_{B}T=0.026eV$。代入强电离区条件公式，得到：$Na\geqslant \dfrac {2.8\times {10}^{19}}{e\times p(\dfrac {0.044}{0.026})-1}$。
步骤 3：计算掺杂浓度
计算得到：$Na\geqslant \dfrac {2.8\times {10}^{19}}{e\times p(\dfrac {0.044}{0.026})-1}=\dfrac {2.8\times {10}^{19}}{4.41}=6.35\times {10}^{18}{cm}^{-3}$。