




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1、課程講義 半導(dǎo)體概論南臺(tái)科技大學(xué)光電系 吳坤憲 1I. 半導(dǎo)體材料 (Materials)II. 半導(dǎo)體基本物理 (Physics)III. 半導(dǎo)體元件 (Devices)IV. 半導(dǎo)體製程 (Fabrication)V. 半導(dǎo)體 量測(cè) (Characterization)Introduction to Semiconductor Technologies2Chapter ISemiconductor Materials半導(dǎo)體材料35W for SemiconductorsWhat?導(dǎo)電性界於導(dǎo)體與絕緣體之間的材料Why? 半導(dǎo)體為現(xiàn)代電子工業(yè)的核心Where? 應(yīng)用於幾乎所有的電子產(chǎn)品(元件
2、)When? 1988年起電子工業(yè)成為世界上最大規(guī)模的工業(yè)How? 導(dǎo)電性可控制5What are Semiconductors?入門導(dǎo)電性界於導(dǎo)體與絕緣體之間的材料中階電阻係數(shù)約為10-4 108 -cm的材料進(jìn)階能隙約在 4eV以下之的材料6Solid-State MaterialsConductorMn: 105Cu: 8 106Fe: 107SemiconductorSi: 105 doped-Si: 105 10-5 InsulatorQuartz: 10-18Plastics: 10-13GaAs: 10-6Resitivity (-cm)Conductivity (-cm)-17
3、Portion of the Periodic Table related to semiconductors8Applications of Semiconductors Device10其他常用的半導(dǎo)體材料之相關(guān)名詞Bulk (本體)Substrate (基板)Film (薄膜)Epitaxial layer (磊晶層)12重要的半導(dǎo)體分類Element semiconductorCompound semiconductorIntrinsic semiconductorExtrinsic semiconductorDirect semiconductorIndirect semicondu
4、ctorDegenerate semiconductorNon-degenerate semiconductorCompensated semiconductorNon-compensated semiconductor14Crystallization of materials15Crystal and LatticeCrystal (結(jié)晶體)The semiconductor materials are basically assumed as single crystals to simplify the analysis.Lattice (晶格)The periodic arrengm
5、ent of atoms in a crystalLattice Constant (晶格常數(shù))The dimension a is called the lattice constantThree cubic-crystal unit cells. (a) Simple cubic. (b) Body-centered cubic (c) Face-centered cubic.16The Diamond Structure(a) Diamond lattice. (b) Zincblende lattice.17Crystal Plane and DirectionMiller indic
6、es of some important planes in a cubic crystalA (623)-crystal plane18Conduction Electron and HoleFormation of intrinsic carriers20Donor and AcceptorFormation of extrinsic carriers21Simplified Energy-Band Diagram23Energy-Momentum Band Diagram24Direct and Indirect Bandgap SemiconductorsDirect transiti
7、on: band to band photon emissionIndirect transition: via defect or impurity-related states phonon emissionDirect BandgapIndirect Bandgap26Effective Mass等效質(zhì)量是量子力學(xué)與古典力學(xué)之重要橋樑電子與電洞可以被視為古典物理中之帶電粒子。mn* (d2E/dp2)-1等效質(zhì)量等於能量-動(dòng)量曲線中曲率的倒數(shù)。曲率越小,等效質(zhì)量越大。拋物線的開口越大,等效質(zhì)量越大。電洞的等效質(zhì)量大於電子等效質(zhì)量mp* mn* For Si: mn* = 0.26 m0,
8、 mp* = 0.69 m0For GaAs: mn* = 0.063 m0, mp* = 0.57 m027Fermi Level費(fèi)米能階(EF)為被電子佔(zhàn)有機(jī)率為1/2的能量。費(fèi)米分布函數(shù)對(duì)稱於費(fèi)米能階。F(E) exp-(E-EF)/kT for (E-EF) 3kTF(E) 1- exp-(E-EF)/kT for (E-EF) 3kT在室溫下,能量高於(低於) 3KT之能階可視為空態(tài)(滿態(tài))28Carrier Concentration電子濃度為態(tài)位密度(density of state) N(E)與費(fèi)米分布函數(shù)(Fermi distribution) F(E)之摺積(convolu
9、tion)。n = Nc exp exp-(Ec-EF)/kT 電洞濃度為態(tài)位密度(density of state) N(E)與1-F(E)之摺積(convolution)。p = Nv exp exp-(EF-Ev)/kT費(fèi)米能階的位置決定了載子濃度。若 n = p = ni 時(shí),EFi = (Ec + Ev)/2 + kT/2 ln(Nv / Nc) (Ec + Ev)/2 at 300 K 。稱為本質(zhì)濃度 (intrinsic concentration) ni2 = Nc Nv exp (-Eg/KT)ni 1010 cm-3 for Si and 106 cm-3 for GaAs
10、本質(zhì)濃度為半導(dǎo)體材料之重要參數(shù)。30Intrinsic, N-type and P-type semiconductors(1) Intrinsic(2) N-type(3) P-type31Fermi Level in Energy-band diagram32Various Impurities33Intrinsic and Extrinsic SiliconIntrinsic Semiconductor (本質(zhì)半導(dǎo)體)導(dǎo)電電子數(shù)量與電洞數(shù)量大約相同的半導(dǎo)體通常指未經(jīng)摻雜的半導(dǎo)體(Undoped Semiconductor)N-type Semiconductor (N型半導(dǎo)體)多數(shù)載子(
11、majority carrier)為電子的半導(dǎo)體矽晶體中摻雜V 族原子則形成N型半導(dǎo)體P-type Semiconductor (P型半導(dǎo)體)多數(shù)載子(majority carrier)為電洞的半導(dǎo)體矽晶體中摻雜III族原子則形成P型半導(dǎo)體34Impurities for III-V Compound SemiconductorsDonor (施體)Column VI (S, Se,Te, etc.) impurity substitute for column V (As)Acceptor(受體)Column II (Be, Zn, Cd, etc.) impurity substitute for column III (Ga)Amphoteric impurity (雙性雜質(zhì))Column IV (Si)substituting Ga for donor (low T)substituting As for acceptor (high T)35Carrier Concentration vs. Temperat
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 勞動(dòng)合同法在企業(yè)的實(shí)施調(diào)查報(bào)告(2025年版)
- 2025年股權(quán)轉(zhuǎn)讓框架協(xié)議
- 2025年離婚協(xié)議書兩個(gè)小孩模板
- 【單元重點(diǎn)難點(diǎn)】譯林版(三起)英語(yǔ)三年級(jí)上冊(cè)Unit-7-單元復(fù)習(xí)(知識(shí)梳理檢測(cè))-(含解析)
- 2025年河北省邢臺(tái)市單招職業(yè)適應(yīng)性測(cè)試題庫(kù)學(xué)生專用
- 2024年運(yùn)載火箭遙測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)設(shè)備項(xiàng)目資金需求報(bào)告代可行性研究報(bào)告
- 第九章 第2節(jié) 液體的壓強(qiáng)(教學(xué)設(shè)計(jì))2024-2025學(xué)年人教版(2024)物理八年級(jí)下冊(cè)
- 2025年海口市單招職業(yè)傾向性測(cè)試題庫(kù)參考答案
- 2025年廣東省外語(yǔ)藝術(shù)職業(yè)學(xué)院?jiǎn)握新殬I(yè)適應(yīng)性測(cè)試題庫(kù)一套
- 《小數(shù)除法-誰打電話時(shí)間長(zhǎng)》(教學(xué)設(shè)計(jì))-2024-2025學(xué)年五年級(jí)上冊(cè)數(shù)學(xué)北師大版
- 小白兔拔蘿卜(無背景音樂)
- 《陸上風(fēng)電場(chǎng)工程概算定額》NBT 31010-2019
- 展會(huì)展中營(yíng)銷方案
- 2024屆遼寧省沈陽(yáng)市名校中考四?;瘜W(xué)試題含答案解析
- 2024年新高考改革方案政策
- 2024年許昌職業(yè)技術(shù)學(xué)院?jiǎn)握新殬I(yè)技能測(cè)試題庫(kù)及答案解析
- 《新媒體創(chuàng)意短視頻制作》課件-運(yùn)動(dòng)短視頻制作關(guān)鍵技術(shù)
- JTGT F20-2015 公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則
- 7S培訓(xùn)管理教材課件(-28張)
- 過橋資金計(jì)劃書
- 小學(xué)數(shù)學(xué)計(jì)算練習(xí)-一年級(jí)上學(xué)期口算練習(xí)(600題打印版)
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論