为什么掺杂越多电阻率越大 掺杂量越大，电阻率越大的原因是什么？

1、材料的能带结构

掺杂是制备半导体材料中常用的一种方法，通过嵌入具有更多或更少价电子的原子来改变半导体材料的电子状态。当外部杂质原子被嵌入到半导体材料中时，它们会形成能带。具有较高价电子的杂质原子在价带顶部创建新的能级，而具有更少电子的杂质原子在导带底部引入新的能级。

这些新的能级扰动了材料的原始能带结构，从而影响了其电学特性。当掺杂原子浓度增加时，新能级数量增加，会影响光电导率，从而导致电阻率增加。

2、杂质原子的离子半径

掺杂原子的离子半径与原材料中的离子半径可能不同。当外部原子的离子半径非常大或非常小时，它们可能会迫使晶格中的其它原子发生更多或更少的畸变。这些畸变影响了晶格的整体结构和内部电子的传导，导致电阻率增加。

此外，过多或过少的畸变也可能导致结构中的空隙和缺陷增加，这些空隙和缺陷会影响材料中电子和离子的运动，从而降低电导率并增加电阻率。

3、电离和复合

掺杂原子中的杂质离子可以通过电离复合发生反应，并从材料中移除某些电子或空穴。此过程使得材料中的可传导电荷量降低，从而增加电阻率。

此外，复合还会导致材料中的局部加热，这会导致能级的移动和电阻率的升高。在某些情况下，杂质原子的复合还可能导致材料中的局部放电或漏电现象，这些现象都会增加电阻率。

4、掺杂杂质原子的浓度

浓度是影响半导体电子特性的另一个重要因素。当掺杂原子数量增加时，会形成更多的空穴和电子，从而增加载流子密度。当材料的载流子密度增加时，电子之间的碰撞也会增加，从而增加材料中的电阻。因此，在扩散过程中，原子掺杂浓度越高，半导体材料的电阻率就越高。

此外，太高的掺杂浓度还会影响半导体结构的稳定性，并导致一系列的诱导电荷现象，这些因素最终也会导致电阻率增加。