半导体的构成.PDF

半導體的構成半導體的構成 電子科技發展史電子科技發展史 • 19 世紀末至20 世紀初︰ – 發現電子（J. J. Thomson, 1897,於 1908 年獲諾貝爾獎） – 量測電子電荷（R. A. Millikan, 1913 ） – 發現愛迪生效應（T. A. Edison ） – 真空管真空管 （（J. A. Flemingg ）） – 放大真空管（De Forest, 1906 ） 與收音機 • 2020 世紀前半世紀前半 ：：真空管時代真空管時代 （收音機、無線電、雷達、電 視） ThomsonThomson 與與 MillikanMillikan 實驗實驗 • 20 世紀後半： – 1947 ：J. Bardeen, W. H. Brattain, 與W. B. Shockley 於 Bell 實驗室電晶體（於 1956 年獲 諾貝爾獎諾貝爾獎）） – 1958-59 :基於軍事需求，J. Kilby （德州儀器），J. Hoerni 與 R. Noyce （Fairchild Semi- conductor Co. ）發明積體電路 （Integrated Circuit, IC ），SSI 時期（Small Scale Integration ， 元件數目2-50 ） – 1960 ：電晶體開始取代真空管 – 1971 ：Intel 微處理器 • 21 世紀：奈米科技與微機電 半導體發明半導體發明 Bardeen, Schochley 與Brattain 世界第一個電晶體（1947） 絕緣體絕緣體 ，半導體與導體半導體與導體 本徵半導體 非本徵半導體 電阻與電阻係數電阻與電阻係數 電阻係數 名詞解釋名詞解釋 • 本徵半導體（ Intrinsic semi- conductor ）: 不含任何雜質的半導 體 • 非本徵半導體非本徵半導體 （（Extrinsic semi- conductor ）: 添加微量雜質的半導 體 半導體元素半導體元素 矽矽 非本徵半導體非本徵半導體 施體電子施體電子 n型 受體電洞 p 型 名詞解釋名詞解釋 • Dopant （載體、摻雜）：在控制條 件下加入半導體的原子： – Donor （施體）: 或稱n-type dopant ， 可增加自由電子數目的dopant – Acceptor （受體）:或稱 p-type dopant ， 可增加電洞數目的dopant • n-type material （n 型物質）: 以施 體摻雜的物質，自自由電子多於於電洞 • p-type material （p 型物質）: 以受 體摻雜的物質，電洞多於自由電子 自由電子與電洞效應自由電子與電洞效應 • 導體自由電子密度導體自由電子密度~ 1028 m-3 • 本