tekhne產(chǎn)品在半導(dǎo)體制造上的運(yùn)用

發(fā)布時(shí)間：2022-11-18　點(diǎn)擊量：965

tekhne產(chǎn)品在半導(dǎo)體制造上的運(yùn)用

什么是半導(dǎo)體

半導(dǎo)體是半導(dǎo)體集成電路的簡(jiǎn)稱(chēng)。它是一種物質(zhì)，同時(shí)具有導(dǎo)電良好的“導(dǎo)體"和導(dǎo)電性能不佳的“絕緣體"的特性。
此外，有時(shí)將使用半導(dǎo)體的晶體管（控制電流的元件）和二極管等電子元件構(gòu)成的電路稱(chēng)為 IC（Integrated Circuit）。如果把導(dǎo)體想象成鐵等金屬，絕緣體是橡膠，可能會(huì)更容易理解。

半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)

如上所述，半導(dǎo)體具有介于導(dǎo)電的“導(dǎo)體"物質(zhì)和不導(dǎo)電的“絕緣體"物質(zhì)之間的性質(zhì)。所謂“導(dǎo)體"、“絕緣體"和“半導(dǎo)體"的區(qū)別，用專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)就是“禁帶（bandgap）"能量寬度的區(qū)別。電子所占據(jù)的最高能帶“（價(jià)帶）"與低能帶“（導(dǎo)帶）"底部之間的能帶稱(chēng)為禁帶，價(jià)帶和導(dǎo)帶是電子所處的能帶。不存在的稱(chēng)為禁帶。金屬系統(tǒng)是一個(gè)沒(méi)有禁帶的例子。許多金屬很容易導(dǎo)電，即電子很容易移動(dòng)。相反，陶瓷、橡膠和玻璃是具有大禁帶的材料的例子。由于電子不能移動(dòng)，所以有許多被稱(chēng)為絕緣體的東西不允許電流流動(dòng)。
另一方面，在半導(dǎo)體中，如果禁帶比金屬的禁帶寬但比絕緣體的禁帶小，則通過(guò)向電子施加熱和電壓等能量，電流就會(huì)流動(dòng)。因此，通過(guò)有意地將雜質(zhì)混入半導(dǎo)體本身，可以改變電子和（原子）空位的流動(dòng)并控制電性能。半導(dǎo)體根據(jù)添加的雜質(zhì)分為n型和p型。

n型半導(dǎo)體：本征半導(dǎo)體周期表中Ⅳ族元素（硅、鍺Ge等）中微量的Ⅴ族（磷P、砷As、銻Sb等）（僅由添加硅Si)元素。當(dāng)加入V族時(shí)，V族價(jià)電子中的一個(gè)多余電子可以自由移動(dòng)（自由電子）。自由電子帶有負(fù)電荷，當(dāng)它們移動(dòng)以降低電阻并施加能量時(shí)，它們會(huì)被吸引到正極，從而使電流流動(dòng)并顯示出半導(dǎo)體的特性。
p型半導(dǎo)體：在元素周期表中IV族元素（硅、鍺Ge等）中加入少量III族元素（硼B(yǎng)、銦In等）的本征半導(dǎo)體。當(dāng)少量的Ⅲ族加到Ⅳ族中時(shí)，少了一個(gè)電子，所缺少的空穴稱(chēng)為空穴。當(dāng)在此狀態(tài)下施加電壓時(shí)，附近的電子會(huì)移動(dòng)到該空穴。此外，電子的這種運(yùn)動(dòng)會(huì)在別處產(chǎn)生空穴。隨著這種重復(fù)，電子似乎穩(wěn)定地向負(fù)極移動(dòng)。因此，當(dāng)施加能量時(shí)，它會(huì)被吸引到+極并有電流流動(dòng)，并表現(xiàn)出作為半導(dǎo)體的特性。

n型半導(dǎo)體和p型半導(dǎo)體的結(jié)具有使電流僅在一個(gè)方向流動(dòng)的功能。在結(jié)處，n型半導(dǎo)體中的自由電子與p型半導(dǎo)體中的空穴相互吸引，結(jié)合并消失在結(jié)面上。換句話(huà)說(shuō)，電子不再存在于結(jié)面上，導(dǎo)致與絕緣體相同的狀態(tài)。電子不再存在的層稱(chēng)為耗盡層。在這種絕緣體狀態(tài)下，如果將 n 型半導(dǎo)體側(cè)連接到負(fù)極，將 p 型半導(dǎo)體側(cè)連接到正極并施加電壓，電子就會(huì)從 n 型流向 p 型。

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