半导体材料认识.PDF

半導體材料認識 DELTA WJ 2006.08.10 半導體材料認識 課程內容 1) 半導體材料的基本知識 2) 半導體材料製造流程以及常見元件 3) 半導體材料實際應用 以在FAN產品的應用為例 4) 半導體材料的失效分析 1)半導體材料的基本知識 1.1 半導體材料以及基本特性 1.2 半導體材料基本原理 1.1 半導體材料及基本知識 1.1.1 導電能力能力大小分類: 導體: 良好的導電性,電阻率10-4 Ω.cm 半導體: 純淨的半導體,電阻率約2.14*105 Ω.cm 絕緣體: 導電能力差/不導電,電阻率108 Ω.cm 1.1.2 半導體特性: 1. 電阻率大小受雜質含量多少影響極大: Si中加入1/100萬硼,電阻率:2.14*1050.4 Ω.cm(50萬倍) 2. 受外界影響大: 2.1 溫升80,純淨Si電阻率降低1/2 (金屬升100,電阻率增加4%). 2.2 光線照射,也會影響其導電性 2.3 其他環境對特定半導體的影響:溼度,氣體等. 半導體的基本原理 按導電性能的不同，物質可分為導體，絕緣體和半導體。目前用來制造 電子器件的材料主要是單晶半導體硅（Si)和鍺（Ge). 硅和鍺都是㆕價元素， 純凈的半導體稱為本征半導 其原子圖如㆘所示： 體 ，會形成如㆘的空間點陣 半導體的基本原理 在受熱或有外加電場的情況㆘， 共價鍵㆗的價電子有可能掙脫 共價鍵的束縛而形成自由電子， 帶“-”電，其原來的位置形成㆒ 個帶“+”電的空穴。 相鄰共價鍵內的電子在正電荷的吸引㆘會填補附近的空穴，從而 把空穴移動到別處去。依此類推，空穴便可在整個晶體內移動。 當有電場作用時，價電子定向㆞填補空位，使空位做相反方向的 的移動，這與帶正電荷的粒子做定向運動的效果完全相同。在這 裡，帶負電荷的自由電子和帶正電荷的空穴都稱為載流子 。 半導體的基本原理 磷，砷， 銻等 多數 載流 子 硼，鋁， 銦等 P型半導體 N型半導體 純凈半導體由於其內部的載流子濃度有限，導電能力較差；經 過摻雜之後，加大了載流子濃度 ，導電能力大大提升 半導體的基本原理-如何形成PN結 P型半導體 N型半導體 雜質原子 雜質原子 多㆒個價 失去㆒個 電子而成