集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)ch(3)(編輯修改稿)
2025-02-03 01:54 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 可在沉淀多晶硅的同時(shí)通入雜質(zhì)氣體 （ InSitu法 ） 來(lái)?yè)诫s 。 ? 擴(kuò)散法形成的雜質(zhì)濃度很高 （ =1021cm3） ， 故電阻率很小 。 ? 注入法的雜質(zhì)濃度為 1020cm3， 電阻率約是它的 10倍 。 ? 而 InSitu法的濃度為 10201021cm3。 三種摻雜工藝中 ， 后兩種由于可在較低的工藝溫度下進(jìn)行而在 VLSI工藝中被優(yōu)先采用 。 2022/2/4 21 材料系統(tǒng) ?材料系統(tǒng)指的是在由一些基本材料，如 Si, GaAs或 InP制成的襯底上或襯底內(nèi)，用其它物質(zhì)再生成一層或幾層材料。 ?材料系統(tǒng)與摻雜過(guò)的材料之間的區(qū)別 : 在摻雜材料中 , 摻雜原子很少 在材料系統(tǒng)中 ,外來(lái)原子的比率較高 2022/2/4 22 半導(dǎo)體材料系統(tǒng) ? 半導(dǎo)體材料系統(tǒng)是指不同質(zhì)（異質(zhì)）的幾種半導(dǎo)體 (GaAs與 AlGaAs, InP與 InGaAs和 Si與 SiGe等 )組成的層結(jié)構(gòu)。 ? 應(yīng)用 : 制作異質(zhì)結(jié)雙極性晶體管 HBT。 制作高電子遷移率晶體管 HEMT。 制作高性能的 LED及 LD。 2022/2/4 23 半導(dǎo)體 /絕緣體材料系統(tǒng) ?半導(dǎo)體 /絕緣體材料系統(tǒng)是半導(dǎo)體與絕緣體相結(jié)合的材料系統(tǒng)。其典型代表是 絕緣體上硅(SOI: Silicon On Insulator)。 ?注入氧隔離（ SIMOX）和晶片粘接兩種 SOI制造技術(shù)（ ） ?SOI: 由于在器件的有源層和襯底之間的隔離層厚，電極與襯底之間的寄生電容大大的減少。器件的 速度更快，功率更低 。 2022/2/4 24 了解集成電路材料 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí) PN結(jié)與結(jié)型二極管 雙極型晶體管基本結(jié)構(gòu)與工作原理 MOS晶體管基本 結(jié)構(gòu)與工作原理 2022/2/4 25 半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu) ?固體材料分為兩類(lèi)：晶體和非晶體。從外觀看晶體有一定的幾何外形，非晶體沒(méi)有一定的形狀。用來(lái)制作集成電路的硅、鍺等都是晶體，而玻璃、橡膠等都是非晶體。 2022/2/4 26 本征半導(dǎo)體與雜質(zhì)半導(dǎo)體 ?本征半導(dǎo)體是一種完全純凈的 、 結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體 。 但是 ， 當(dāng)半導(dǎo)體的溫度升高 （ 例如室溫 300K） 或受到光照等外界因素的影響時(shí) ，本征激發(fā)所產(chǎn)生的自由電子和空穴數(shù)目是相同的 。 在外加電場(chǎng)作用下 ， 電子和空穴的運(yùn)動(dòng)方向相反 ， 但由于電子和空穴所帶電荷相反 ， 因而形成的電流是相加的 ， 即順著電場(chǎng)方向形成電子和空穴兩種漂移電流 。 2022/2/4 27 雜質(zhì)半導(dǎo)體 ?根據(jù)摻入雜質(zhì)性質(zhì)的不同，雜質(zhì)半導(dǎo)體可以分為 N型半導(dǎo)體和 P型半導(dǎo)體。 2022/2/4 28 P型半導(dǎo)體 ?摻入少量的 3價(jià)元素，如硼、鋁或銦，有 3個(gè)價(jià)電子，形成共價(jià)鍵時(shí)，缺少 1個(gè)電子，產(chǎn)生 1個(gè)空位。 ?空穴為多數(shù)載流子，電子為少數(shù)載流子。 ?3價(jià)雜質(zhì)的原子很容易接受價(jià)電子，稱(chēng)為“受主雜質(zhì)”。 2022/2/4 29 N型半導(dǎo)體 ?摻入少量的 5價(jià)元素，如磷、砷或銻，有 5個(gè)價(jià)電子，形成共價(jià)鍵時(shí)，多余 1個(gè)電子。 ?電子為多數(shù)載流子，空穴為少數(shù)載流子。 ?在半導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生多余的電子，稱(chēng)為“施主雜質(zhì)”。 2022/2/4 30 了解集成電路材料 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí) PN結(jié)與結(jié)型二極管 雙極型晶體管基本結(jié)構(gòu)與工作原理 MOS晶體管基本 結(jié)構(gòu)與工作原理 2022/2/4 31 PN結(jié)的擴(kuò)散與漂移 由于兩種半導(dǎo)體內(nèi)帶電粒子的正、負(fù)電荷相等，所以半導(dǎo)體內(nèi)呈電中性。 圖
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