一、半导体的物理基础1、半导体中的电子状态电子运动状态孤立原子电子绕核运动晶体电子共有化运动原子能级分裂成能带 电子能量(自由态;孤立原子;晶体)能带对应孤立原子的每个能量状态开始分裂,扩展成几乎连续的带状而形成能带 。允带和禁带导带和价带空带禁带成因布喇格条件:2asinθ=nλ 入射角θ=π/2 得λ=2a/n 即k=nπ/a 相反方向传播的波叠加起来形成驻波正弦波态和余弦波态之间产生能量差
一 固体的能带123实验表明:45导体、半导体和绝缘体的比较6二本征半导体和杂质半导体1 本征半导体:纯净的无杂质的半导体72杂质半导体电子型(简称 n 型)半导体8空穴型(简称 p 型)半导体9三 pn 结1011四 光生伏特效应 这种由光的照射,使 pn 结产生电动势的现象,叫做光生伏特效应 END12
一 固体的能带123实验表明:45导体、半导体和绝缘体的比较6二本征半导体和杂质半导体1 本征半导体:纯净的无杂质的半导体72杂质半导体电子型(简称 n 型)半导体8空穴型(简称 p 型)半导体9三 pn 结1011四 光生伏特效应 这种由光的照射,使 pn 结产生电动势的现象,叫做光生伏特效应 END12
一 固体的能带实验表明:二本征半导体和杂质半导体1 本征半导体:纯净的无杂质的半导体2杂质半导体电子型(简称 n 型)半导体空穴型(简称 p 型)半导体三 pn 结四 光生伏特效应 这种由光的照射,使 pn 结产生电动势的现象,叫做光生伏特效应
北京大学 微电子学研究所 半导体及其基本特性 北京大学固体材料:超导体: 大于106(?cm)-1 导 体: 106104(?cm)-1 半导体: 10410-10(?cm)-1 绝缘体: 小于10-10(?cm)-1什么是半导体从导电特性和机制来分:不同电阻特性不同输运机制1. 半导体的结构原子结
单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级第九章 半导体器件导体:自然界中很容易导电的物质称为导体金属一般都是导体绝缘体:有的物质几乎不导电称为绝缘体如橡皮陶瓷塑料和石英半导体:另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间称为半导体如锗硅砷化镓和一些硫化物氧化物等1 半导体的导电特性9-1 PN结与半导体二级管半导体的导电机理不同于其它物质所以它具有不同于其它物质的特点
单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级半导体制造工艺流程半导体相关知识本征材料:纯硅 9-10个9 250000Ω.cmN型硅: 掺入V族元素--磷P砷As锑SbP型硅: 掺入 III族元素—镓Ga硼BPN结:NP------半 导体元件制造过程可分为前段(Front End)制程 晶圆处理制程(Wafer Fa
1半导体的特性复习2.杂质半导体4空穴—多子多数载流子通过PN结PN 结的单向导电性:正向导通反向截止DiD mA(2)正向导通区:O反向电流IR2)发光二极管 LED按材料分类三极管的结构和符号基区基区c(2)基区薄且掺杂浓度低TNPbPPNP型e-4VPPNP型Ge管cUc >Ub> UeIB (mA)三极管的特性曲线正向导通区输入回路b截止区T放大区bUbe>0UCES=发射结正向导通集电结
产生了净扩散流 电子:N区→ P区空穴:P区→ N区热平衡时载流子漂移流与扩散流相互抵消的平衡被打破:势垒高度降低势垒区中电场减弱相应漂移运动减弱因而使得漂移运动小于扩散运动产生了净扩散流空间电荷区边界处少数载流子浓度注入正偏pn结耗尽区边界处少数载流子浓度的变化情况双极输运方程可以简化为:反偏例另一部分未被复合的空穴继沿x方向漂移到达-xp的空穴电流通过势垒区 若忽略势垒区中的载流子产生-复合则
一 三类物体导体:具有自由电子的导电物体外层电子很少绝缘体:不易传导电荷的物体一般外层电子为67半导体:导电介于导体和绝缘体之间的物体一般外层电子为4或氧化物二本征半导体(纯净半导体)完全纯净排列整齐结构完整的半导体晶体 4DIGITAL LOGIC CIRCUIT pi:空穴的浓度自由电子作定向运动——电子电流价电子递补空穴运动——空穴电流导电过程受温度的影响电流很小本征掺杂
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