施主能级是什么意思

施主能级是指在半导体材料中，由掺杂元素引入的额外能级。这些能级位于导带下方，靠近导带底。磷、砷、锑等五价元素掺入硅或锗中时，多余电子占据的能级就是施主能级。室温下，这些电子很容易获得热能跃迁到导带，形成自由电子。施主浓度直接影响半导体的导电性能，每立方厘米掺入10^15个磷原子，电阻率会下降几个数量级。施主能级的存在使半导体从本征变为n型，电子成为多数载流子。

施主能级深度决定材料电学特性。砷在硅中的能级深度约0.05电子伏特，锑约0.04电子伏特，磷约0.045电子伏特。能级越浅，电离温度越低，-100℃时磷掺杂硅仍保持良好导电性。施主能级还影响半导体器件工作温度范围，深能级杂质如金在硅中形成复合中心，降低载流子寿命。现代集成电路工艺中，精确控制施主能级位置和浓度，对制造高速晶体管至关重要。