金属有机化合物气相外延基础及应用

物的缺点是 价格昂贵。

③在图形衬底上或在聚焦 离子中 选择生长化合物半导体薄膜材 料。

选择外延是一种直接 控制横向尺寸的外延方法。

它可以在亚微米级 水平上从 实现典型的平面结构沉积至完成任意横向侧面沉积。

MOVPE 在本质上通常是平面结构生长 的。

但如果应用了卤化物为基的 MO 源，例如(CZHS) GaCI 和(CZHS)ZAICI ，则可以 进行广阔的生长条 件范围内的GaAs 和GaAIAs 的选择外延。

这样 形成的小面积、亚 微米的选择异质结构表明，它是选择外延在横向限定生长 结构中最早应用的。

③利 用 应变层在超出晶格匹配的体系中扩大外延材料的 生长和应用。

这方面原子层外延(ALE)是制备应 变层超晶格(SLS)结构的有力手段，因为 ALE 可 以被逐层生长 模型的自限制 机理控制为单原子层生 长。

④生长新的化合物材料体系，例如GalnAssb 和GaAIA 息 Sb , InAssb ，GalnP 和 AIGalnP ， GaN 和 AIN ，SIGe ，Znse 和 CdZnTe/ZnTe 以及 HgCdTe/CdTe 等。

此外，MOVPE 也用于试 制高温超导薄膜。

由于MOVPE 和LPE 一 样，需要 足够的相图，溶解度和要求与衬底的晶格匹配，因此MOVPE 的高温超导薄 膜生长过程比较复杂，使之只 获得部分的成功。

MOVPE 生长高温超导薄膜的 质量 较 高和生长速率较快。

今后在这方面尚需改进 MOVPE 技术，优化MO 源和了解MO 源的分解和表面反应等。

在MOVPE 材料制成的新器件中，主要有面发光激光器、短波 长(0.62 一 0.67召m)的GalnP/ GaAllnP 发光管和激光器、应变 量子阱激光器和量子 阱 红外探测器等。

(彰瑞伍)表l 几种主要 VPE 的比较 | --------------- 1 ------------------- —I --------------------- 1 I 方法 I 优点 丨缺点 丨I -------------- 1 ---------- ---------- 1 ---------------------- 1 I CLVPE I 简单I 不能制备含 AI 化合物， I I I 高纯度I 制备Sb 化物困难;)I I I I 20人的界面宽度源有毒性I I I I 如 AsC13 I I --------- 1 --------------------- 1 --------------------- 1 I HVPE I 已发展为生产规模I 不能制备Al 化物，制备I I I I sb 化物困难；源有 毒性，I I I I 如AsH3等;界面为梯I I I I 度;复杂的反应管和复杂 I II I 过程；控制困难’I I ---------- 1 ---------------------- 1 ---------------- ---- 1 I MOVPE I 操作灵活性和可变性 I 源的价格贵 I I I 界面突变，可制作 微结构I 源的毒性大、 I I I 材料，界面复合速率低I I I I 可以选择外延 II I I 外延层均匀，具生产规模I I I I 反应器较简单I I 1 ---------------------- 1 ----- ------------------------- 1 ---------------------------------- 1 MOCVD 设备的改进主要是为了获得 大面积和高均匀性的外延材料。

物的缺点是价格昂贵。

③在图形衬底上或在聚焦离子中选择生长化合物半导体薄膜材料。

选择外延是一种直接控制横向尺寸的外延方法。

它可以在亚微米级水平上从实现典型的平面结构沉积至完成任意横向侧面沉积。

MOVPE在本质上通常是平面结构生长的。

但如果应用了卤化物为基的MO源，例如(CZHS) GaCI和(CZHS)ZAICI，则可以进行广阔的生长条件范围内的GaAs和GaAIAs的选择外延。

这样形成的小面积、亚微米的选择异质结构表明，它是选择外延在横向限定生长结构中最早应用的。

③利用应变层在超出晶格匹配的体系中扩大外延材料的生长和应用。

这方面原子层外延(ALE)是制备应变层超晶格(SLS)结构的有力手段，因为ALE可以被逐层生长模型的自限制机理控制为单原子层生长。

④生长新的化合物材料体系，例如GalnAssb 和GaAIA息Sb，InAssb，GalnP和AIGalnP，GaN和AIN，SIGe，Znse和CdZnTe/ZnTe以及HgCdTe/CdTe等。

此外，MOVPE也用于试制高温超导薄膜。

由于MOVPE和LPE一样，需要足够的相图，溶解度和要求与衬底的晶格匹配，因此MOVPE的高温超导薄膜生长过程比较复杂，使之只获得部分的成功。

MOVPE生长高温超导薄膜的质量较高和生长速率较快。

今后在这方面尚需改进MOVPE技术，优化MO源和了解MO源的分解和表面反应等。

在MOVPE材料制成的新器件中，主要有面发光激光器、短波长(0.62一0.67召m)的GalnP/ GaAllnP发光管和激光器、应变量子阱激光器和量子阱红外探测器等。

(彰瑞伍) 表l几种主要VPE的比较┌───┬───────────┬───────────┐│方法│优点│缺点│├───┼───────────┼───────────┤│CLVPE │简单│不能制备含AI化合物，│││高纯度│制备Sb化物困难;) ││││20人的界面宽度源有毒性││││如AsC13 │├───┼───────────┼───────────┤│HVPE │已发展为生产规模│不能制备Al化物，制备││││sb化物困难;源有毒性，││││如AsH3等;界面为梯││││度;复杂的反应管和复杂││││过程;控制困难’│├───┼───────────┼───────────┤│MOVPE │操作灵活性和可变性│源的价格贵│││界面突变，可制作微结构│源的毒性大、│││材料，界面复合速率低││││可以选择外延││││外延层均匀，具生产规模││││反应器较简单││└───┴───────────┴───────────┘MOCVD设备的改进主要是为了获得大面积和高均匀性的外延材料。

MOCVD概述一、MOCVD的基本概述金属有机化合物气相沉积技术(MOCVD):金属有机化学气相沉积(MOCVD)又叫金属有机化学气相外延(MOVPE)，是目前应用十分广泛的气相外延生长技术。

它是马纳斯维特(Manasevit)于1968年提出来的一种制备化合物半导体薄膜单晶的方法。

80年代以来得到了迅速的发展，日益显示出在制备薄层异质材料，特别是生长量子阱和超晶格方面的优越性。

MOCVD采用Ⅲ族，Ⅱ族元素的有机化合物和Ⅴ族，Ⅵ族元素的氢化物作为源材料，以热分解反应方式在衬底上进行气相外延，生长Ⅲ－Ⅴ族，Ⅱ－Ⅵ族化合物半导体及其多元固溶体的薄层单晶。

金属有机化合物大多是具有高蒸汽压的液体。

用氢气，氮气或惰性气体作载气，通过装有该液体的鼓泡器，将其携带与Ⅴ族，Ⅵ族的氢化物（PH3，AsH3，NH3等）混合，通入反应室。

当它们流经加热衬底表面时，就在上面发生热分解反应，并外延生成化合物晶体薄膜。

对于Ⅲ-Ⅴ族氮化物材料的生长，MOCVD扮演了极为重要的角色，可以说MOCVD技术推动了氮化物半导体的产业化发展。

早在1971年，Manasevit 报道了用MOCVD技术在蓝宝石衬底上外延GaN薄膜，由于GaN与蓝宝石衬底的晶格失配和热失配都很大，早期生长的样品表面形貌很差，外延薄膜存在裂纹，n型背底浓度通常在1018cm-3以上。

此后的十几年的时间里，对Ⅲ-Ⅴ族氮化物材料的研究进展不大。

直到1986年，Akasaki首先引入低温AIN作为缓冲层，用MOCVD生长得到了高质量的GaN薄膜单晶。

两步生长法即首先在较低的温度下(500～600℃)生长一层很薄的GaN或AIN作为缓冲层(buffer)，经高温退火后，再将温度升高到1000℃以上生长GaN外延层。

这种方法的实质是在外延薄膜层和大失配的衬底之间插入一层“软”的薄层，以降低界面自由能。

实验结果表明，引入低温缓冲层后，外延薄膜的表面形貌和晶体质量显著提高，材料的n型背底浓度下降两个数量级以上，并且材料的光学性能（PL）也有提高。

MOCVDMOCVDMOCVD是金属有机化合物化学气相淀积(Metal-organic Chemical Vapor DePosition)的英文缩写。

MOCVD是在气相外延生长(VPE)的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术.它以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化合物和V、Ⅵ族元素的氢化物等作为晶体生长源材料，以热分解反应方式在衬底上进行气相外延，生长各种Ⅲ-V族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。

通常MOCVD系统中的晶体生长都是在常压或低压(10-100Torr)下通H2的冷壁石英(不锈钢)反应室中进行，衬底温度为500-1200℃,用射频感应加热石墨基座(衬底基片在石墨基座上方),H2通过温度可控的液体源鼓泡携带金属有机物到生长区。

MOCVD技术具有下列优点:(l)适用范围广泛，几乎可以生长所有化合物及合金半导体;(2)非常适合于生长各种异质结构材料;(3)可以生长超薄外延层，并能获得很陡的界面过渡;(4)生长易于控制;(5)可以生长纯度很高的材料;(6)外延层大面积均匀性良好;(7)可以进行大规模生产。

MOCVD系统组成因为MOCVD生长使用的源是易燃、易爆、毒性很大的物质，并且要生长多组分、大面积、薄层和超薄层异质材料。

因此在MOCVD系统的设计思想上，通常要考虑系统密封性，流量、温度控制要精确，组分变换要迅速，系统要紧凑等。

不同厂家和研究者所产生或组装的MOCVD设备是不同的，但一般来说,MOCVD设备是由源供给系统、气体输运和流量控制系统、反应室及温度控制系统、尾气处理及安全防护报警系统、自动操作及电控系统等组成。

l)源供给系统包括Ⅲ族金属有机化合物、V族氢化物及掺杂源的供给。

金属有机化合物装在特制的不锈刚的鼓泡器中，由通入的高纯H2携带输运到反应室。

为了保证金属有机化合物有恒定的蒸汽压，源瓶置入电子恒温器中，温度控制精度可达0.2℃以下。

氢化物一般是经高纯H2稀释到浓度5%一10%后，装入钢瓶中，使用时再用高纯H2稀释到所需浓度后，输运到反应室。

金属有机化学气相沉积一、原理：金属有机化学气相沉积（MOCVD）是以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化合物和V、Ⅵ族元素的氢化物等作为晶体生长源材料，以热分解反应方式在衬底上进行气相外延，生长各种Ⅲ-V 族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。

金属有机化学气相沉积系统（MOCVD)是利用金属有机化合物作为源物质的一种化学气相淀积（CVD)工艺，其原理为利用有机金属化学气相沉积法 metal-organic chemical vapor deposition.MOCVD 是一利用气相反应物，或是前驱物 precursor 和Ⅲ族的有机金属和 V 族的 NH3，在基材substrate 表面进行反应，传到基材衬底表面固态沉积物的工艺。

二、MOCVD 的应用范围MOCVD 主要功能在於沉积高介电常数薄膜,可随著precursor 的更换,而沉积出不同种类的薄膜.对於LED 来说,LED 晶片由不同半导体材料的多层次架构构成,这些材料放在一个装入金属有机化学气相沉积系统的圆形晶片上.这个过程叫做晶体取向附生,对於决定LED 的性能特徵并因此影响白光LED 的装仓至关重要. MOCVD 应用的范围有: 1, 钙钛矿氧化物如PZT,SBT,CeMnO2 等; 2, 铁电薄膜; 3, ZnO 透明导电薄膜,用於蓝光LED 的n-ZnO 和p-ZnO,用於TFT 的ZnO,ZnO 纳米线; 4, 表面声波器件SAW(如LiNbO3 等,; 5, 三五族化合物如GaN,GaAs 基发光二极体(LED),雷射器(LD)和探测器; 6, MEMS 薄膜; 7, 太阳能电池薄膜; 8, 锑化物薄膜; 9, YBCO 高温超导带; 10, 用於探测器的SiC,Si3N4 等宽频隙光电器件MOCVD 对镀膜成分,晶相等品质容易控制,可在形状复杂的基材,衬底,上形成均匀镀膜,结构密致, 附著力良好之优点,因此MOCVD 已经成为工业界主要的镀膜技术.MOCVD 制程依用途不同,制程设备也有相异的构造和型态.MOCVD 近来也有触媒制备及改质和其他方面的应用,如制造超细晶体和控制触媒得有效深度等.在可预见的未来裏,MOCVD 制程的应用与前景是十分光明的.三、MOCVD组件介绍MOCVD系统的组件可大致分为：反应腔、气体控制及混合系统、反应源及废气处理系统。

一、半导体材料外延手段主要有气相外延生长VPE、液相外延生长LPE、分子束外延生长MBE三种方法，其中气相外延生长VPE包括卤化物法、氢化物法、金属有机物气相外延生长MOVPE。

MOVPE具有下列的特点：(1)可以通过精确控制各种气体的流量来控制外延层的性质。

用来生长化合物晶体的各组分和掺杂剂都以气态通入反应器。

因此，可以通过精确控制各种气体的流量来控制外延层的成分、导电类型、载流子浓度、厚，度等特性。

可以生长薄到零点几纳米，纳米级的薄层和多层结构。

(2) 反应器中气体流速快，可以迅速改变多元化合物组分和杂质浓度。

反应器中气体流速快，因此，在需要改变多元化合物组分和杂质浓度时，反应器中的气体改变是迅速的，从而可以使杂质分布陡峭一些，过渡层薄一些，这对于生长异质和多层结构无疑是很重要的。

(3)晶体生长是以热分解方式进行，是单温区外延生长，需要控制的参数少，设备简单。

便于多片和大片外延生长，有利于批量生长。

(4)晶体的生长速度与金属有机源的供给量成正比，因此改变其输入量，可以大幅度地改变外延生长速度。

(5)源及反应产物中不含有HCl一类腐蚀性的卤化物，因此生长设备和衬底不被腐蚀，自掺杂比较低。

此外，MOVPE可以进行低压外延生长(LP-MOVPE. Low Pressure MOVPE)，比上述常压MOVPE的特点更加显著。

LPE的特点：优点：①生长设备比较简单；②有较高的生长速率；③掺杂剂选择范围广；④晶体完整性好，外延层位错密度较衬底低；⑤晶体纯度高，系统中没有剧毒和强腐性的原料及产物，操作安全、简便。

缺点：1) 当外延层与衬底晶格常数差大于1％时，不能进行很好的生长。

2) 由于分凝系数的不同，除生长很薄外延层外，在生长方向上控制掺杂和多元化合物组分均匀性遇到困难。

3) LPE的外延层表面一般不如气相外延好。

分子束外延的特点：优点：①源和衬底分别进行加热和控制，生长温度低，如GaAs 可在500℃左右生长，可减少生长过程中产生的热缺陷及衬底与外延层中杂质的扩散，可得到杂质分布陡峭的外延层；②生长速度低(0.1-1nm/s)，利用快门可精密地控制掺杂、组分和厚度，是一种原子级的生长技术，有利于生长多层异质结构；③MBE生长不是在热平衡条件下进行的，是一个动力学过程，因此可以生长一般热平衡生长难以得到的晶体；④生长过程中，表面处于真空中，利用附设的设备可进行原位(即时)观测，分析、研究生长过程、组分、表面状态等。

半导体芯片制造中级工复习题一判断题：1.单晶是原子或离子沿着三个不同的方向按一定的周期有规则的排列，并沿一致的晶体学取向所堆垛起来的远程有序的晶体。

( √)2.迁移率是反映半导体中载流子导电能力的重要参数。

掺杂半导体的电导率一方面取决于掺杂的浓度，另一方面取决于迁移率的大小。

同样的掺杂浓度，载流子的迁移率越大，材料的电导率就越高。

(√)3.点缺陷，如空位、间隙原子、反位缺陷、替位缺陷，和由它们构成的复合体。

(√)4.位错就是由范性形变造成的，它可以使晶体内的一原子或离子脱离规则的周期排列而位移一段距离，位移区与非位移区交界处必有原子的错位，这样产生线缺陷称为位错。

(√)5.抛光片的电学参数包括电阻率，载流子浓度，迁移率，直径、厚度、主参考面等。

(×)6.液相外延的原理是饱和溶液随着温度的降低产生过饱和结晶。

( √)7.离子源是产生离子的装置。

（√）8.半导体芯片制造工艺对水质的要求一般. （×）9.光致抗蚀剂在曝光前对某些溶剂是可溶的，曝光后硬化成不可溶解的物质，这一类抗蚀剂称为负性光致抗蚀剂，由此组成的光刻胶称为负性胶。

（√）10.设备、试剂、气瓶等所有物品不需经严格清洁处理，可直接进入净化区。

（×）11.干法腐蚀清洁、干净、无脱胶现象、图形精度和分辨率高。

（√）12.光刻工艺要求掩膜版图形黑白区域之间的反差要低。

（×）13.在半导体集成电路中，各元器件都是制作在同一晶片内。

因此要使它们起着预定的作用而不互相影响，就必须使它们在电性能上相互绝缘。

（√）14.金属剥离工艺是以具有一定图形的光致抗蚀剂膜为掩膜，带胶蒸发或溅射所需的金属，然后在去除光致抗蚀剂膜的同时，把胶膜上的金属一起去除干净。

（√）15.表面钝化工艺是在半导体芯片表面复盖一层保护膜，使器件的表面与周围气氛隔离。

（√）二选择题1.下列材料属于N型半导体是AC 。

A 硅中掺有元素杂质磷(P)、砷(As) B．硅中掺有元素杂质硼(B)、铝(Al)C 砷化镓掺有元素杂质硅(Si)、碲(Te) D．砷化镓中掺元素杂质锌、镉、镁2.属于绝缘体的正确答案是 B 。

1.外延片指的是在衬底上生长出的半导体薄膜,薄膜主要由P型，量子阱，N型三个部分构成。

现在主流的外延材料是氮化镓(GaN),衬底材料主要有蓝宝石，硅，碳化硅三种，量子阱一般为5个，通常用的生产工艺为金属有机物气相外延(MOCVD)。

这是LED产业的核心部分，需要较高的技术以及较大的资金投入(一台MOCVD一般要好几千万)。

2.外延片的检测一般分为两大类:一是光学性能检测，主要参数包括工作电压，光强，波长范围，半峰宽，色温，显色指数等等，这些数据可以用积分球测试。

二是可靠性检测，主要参数包括光衰，漏电，反压，抗静电，I-V曲线等等，这些数据一般通过老化进行测试。

3.需要指出的是，并没有白光LED芯片，只有白光LED灯珠/管，即需要进行封装才能获得白光小LED灯，也叫灯珠，管子。

白光LED一般通过两种途径获得：一是通过配光，将红绿蓝三色芯片进行配比封装获得白光LED.二是通过荧光粉转换蓝光LED，从而获得白光LED.芯片的制造过程可概分为晶圆处理工序（Wafer Fabrication）、晶圆针测工序（Wafer Probe）、构装工序（Packaging）、测试工序（Initial Test and Final Test）等几个步骤。

其中晶圆处理工序和晶圆针测工序为前段（Front End）工序，而构装工序、测试工序为后段（Back End）工序。

1、晶圆处理工序：本工序的主要工作是在晶圆上制作电路及电子元件（如晶体管、电容、逻辑开关等），其处理程序通常与产品种类和所使用的技术有关，但一般基本步骤是先将晶圆适当清洗，再在其表面进行氧化及化学气相沉积，然后进行涂膜、曝光、显影、蚀刻、离子植入、金属溅镀等反复步骤，最终在晶圆上完成数层电路及元件加工与制作。

2、晶圆针测工序：经过上道工序后，晶圆上就形成了一个个的小格，即晶粒，一般情况下，为便于测试，提高效率，同一片晶圆上制作同一品种、规格的产品；但也可根据需要制作几种不同品种、规格的产品。

金属有机化学气相沉积一、原理：金属有机化学气相沉积（MOCVD）是以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化合物和V、Ⅵ族元素的氢化物等作为晶体生长源材料，以热分解反应方式在衬底上进行气相外延，生长各种Ⅲ-V 族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。

金属有机化学气相沉积系统（MOCVD)是利用金属有机化合物作为源物质的一种化学气相淀积（CVD)工艺，其原理为利用有机金属化学气相沉积法 metal-organic chemical vapor deposition.MOCVD 是一利用气相反应物，或是前驱物 precursor 和Ⅲ族的有机金属和 V 族的 NH3，在基材substrate 表面进行反应，传到基材衬底表面固态沉积物的工艺。

二、MOCVD 的应用范围MOCVD 主要功能在於沉积高介电常数薄膜,可随著precursor 的更换,而沉积出不同种类的薄膜.对於LED 来说,LED 晶片由不同半导体材料的多层次架构构成,这些材料放在一个装入金属有机化学气相沉积系统的圆形晶片上.这个过程叫做晶体取向附生,对於决定LED 的性能特徵并因此影响白光LED 的装仓至关重要. MOCVD 应用的范围有: 1, 钙钛矿氧化物如PZT,SBT,CeMnO2 等; 2, 铁电薄膜; 3, ZnO 透明导电薄膜,用於蓝光LED 的n-ZnO 和p-ZnO,用於TFT 的ZnO,ZnO 纳米线; 4, 表面声波器件SAW(如LiNbO3 等,; 5, 三五族化合物如GaN,GaAs 基发光二极体(LED),雷射器(LD)和探测器; 6, MEMS 薄膜; 7, 太阳能电池薄膜; 8, 锑化物薄膜; 9, YBCO 高温超导带; 10, 用於探测器的SiC,Si3N4 等宽频隙光电器件MOCVD 对镀膜成分,晶相等品质容易控制,可在形状复杂的基材,衬底,上形成均匀镀膜,结构密致, 附著力良好之优点,因此MOCVD 已经成为工业界主要的镀膜技术.MOCVD 制程依用途不同,制程设备也有相异的构造和型态.MOCVD 近来也有触媒制备及改质和其他方面的应用,如制造超细晶体和控制触媒得有效深度等.在可预见的未来裏,MOCVD 制程的应用与前景是十分光明的.三、MOCVD组件介绍MOCVD系统的组件可大致分为：反应腔、气体控制及混合系统、反应源及废气处理系统。

有色金属应用之半导体材料【科普知识】有色金属应用之半导体材料【科普知识】00半导体材料导电能力介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。

半导体材料是一类具有半导体性能、可用来制作半导体器件和集成电的电子材料，其电阻率在10(U-3)~10(U-9)欧姆/厘米范围内。

半导体材料的电学性质对光、热、电、磁等外界因素的变化十分敏感，在半导体材料中掺入少量杂质可以控制这类材料的电导率。

正是利用半导体材料的这些性质，才制造出功能多样的半导体器件。

半导体材料是半导体工业的基础，它的发展对半导体技术的发展有极大的影响。

半导体材料按化学成分和内部结构，大致可分为以下几类。

1.元素半导体有锗、硅、硒、硼、碲、锑等。

50年代，锗在半导体中占主导地位，但锗半导体器件的耐高温和抗辐射性能较差，到60年代后期逐渐被硅材料取代。

用硅制造的半导体器件，耐高温和抗辐射性能较好，特别适宜制作大功率器件。

因此，硅已成为应用最多的一种增导体材料，目前的集成电路大多数是用硅材料制造的。

2.化合物半导体由两种或两种以上的元素化合而成的半导体材料。

它的种类很多，重要的有砷化镓、磷化锢、锑化锢、碳化硅、硫化镉及镓砷硅等。

其中砷化镓是制造微波器件和集成电的重要材料。

碳化硅由于其抗辐射能力强、耐高温和化学稳定性好，在航天技术领域有着广泛的应用。

3.无定形半导体材料用作半导体的玻璃是一种非晶体无定形半导体材料，分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃两种。

这类材料具有良好的开关和记忆特性和很强的抗辐射能力，主要用来制造阈值开关、记忆开关和固体显示器件。

4.有机增导体材料已知的有机半导体材料有几十种，包括萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等，目前尚未得到应用。

特性和参数半导体材料的导电性对某些微量杂质极敏感。

纯度很高的半导体材料称为本征半导体，常温下其电阻率很高，是电的不良导体。

在高纯半导体材料中掺入适当杂质后，由于杂质原子提供导电载流子，使材料的电阻率大为降低。