集成電路工藝基礎(chǔ)——01_硅的晶體結(jié)構(gòu)(編輯修改稿)
2025-01-26 12:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 電阻率的高低與所含雜質(zhì)濃度密切相關(guān)第一章 硅的晶體結(jié)構(gòu)與單晶生長(zhǎng)電子科技大學(xué)中山學(xué)院167。 硅中的雜質(zhì)v 本征半導(dǎo)體：不摻雜的半導(dǎo)體167。 本征半導(dǎo)體中的載流子? 通過熱激發(fā)產(chǎn)生的電子和空穴對(duì)（與溫度有關(guān)）? 參考 P14圖 Si和 GaAs中 本征載流子濃度與溫度的關(guān)系v 實(shí)際使用的半導(dǎo)體：在純凈的半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì)，使它的導(dǎo)電能力和導(dǎo)電類型改變。167。 改變的原因：摻雜半導(dǎo)體中某種載流子濃度大大增加167。 參考 P15圖 電阻率與雜質(zhì)濃度的關(guān)系第一章 硅的晶體結(jié)構(gòu)與單晶生長(zhǎng)電子科技大學(xué)中山學(xué)院N 型半導(dǎo)體（ Ⅴ 族元素）+4 +4+5 +4多余電子磷原子v 多余電子只受 P原子核庫(kù)侖勢(shì)的吸引，故小能量即可使其脫離 P原子核的束縛成為自由電子。v 處于晶格位置又能貢獻(xiàn)電子的原子（ P）稱為施主雜質(zhì)。v 電子濃度增加導(dǎo)致導(dǎo)電能力增強(qiáng)。第一章 硅的晶體結(jié)構(gòu)與單晶生長(zhǎng)電子科技大學(xué)中山學(xué)院P 型半導(dǎo)體（ III 族元素）+4 +4+3 +4空穴硼原子能提供多余空穴的雜質(zhì)稱為受主雜質(zhì)。 P 型半導(dǎo)體中空穴是多子，電子是少子。第一章 硅的晶體結(jié)構(gòu)與單晶生長(zhǎng)電子科技大學(xué)中山學(xué)院摻雜半導(dǎo)體v 雜質(zhì)補(bǔ)償167。 定義： 不同類型雜質(zhì)對(duì)導(dǎo)電能力相互抵消的現(xiàn)象167。 對(duì) 導(dǎo)電類型 和 導(dǎo)電能力 的影響？167。 實(shí)際應(yīng)用？v PN 結(jié)167。 在一塊半導(dǎo)體中，一部分摻入 N型雜質(zhì)，另一部分摻入P型雜質(zhì)，那么在兩種雜質(zhì)濃度相等處就形成 PN結(jié)。167。 制造 器件和集成電路 的基礎(chǔ)第一章 硅的晶體結(jié)構(gòu)與單晶生長(zhǎng)電子科技大學(xué)中山學(xué)院摻雜半導(dǎo)體v 雜質(zhì)類型：167。 施主、受主： 硼、磷等167。 特殊雜質(zhì)：金（擴(kuò)散速率快，作為壽命控制雜質(zhì)）167。 玷污雜質(zhì)：碳、氧? 碳 會(huì)導(dǎo)致 pn結(jié)的過早擊穿? 氧 生成絡(luò)合物，起施主作用返回第一章 硅的晶體結(jié)構(gòu)與單晶生長(zhǎng)電子科技大學(xué)中山學(xué)院167。 雜質(zhì)在硅中的溶解度 雜質(zhì)在硅中的 溶解度 是集成電路和器件的制造過程中選擇雜質(zhì)的 重要依據(jù)。v固溶體：元素 B溶入元素 A中后仍保持元素 A的晶體結(jié)構(gòu)，那么 A晶體稱為固溶體。v固溶度：雜質(zhì)在晶體中的最大溶解度第一章 硅的晶體結(jié)構(gòu)與單晶生長(zhǎng)電子科技大學(xué)中山學(xué)院v固溶體分類：167。 替位式固溶體 雜質(zhì)占據(jù)格點(diǎn)位置? 形成替位式固溶體必要條件：– 溶質(zhì)原子半徑的大小接近溶劑原子半徑，若溶質(zhì)原子半徑與溶劑原子半徑相差大于 15%，則可能性很小。 （幾何有利因素）? 連續(xù)固溶體 （ 一種物質(zhì)可無限溶解于另一種物質(zhì)中）– 需為替位式固溶體，且溶劑和溶質(zhì)原子外部電子殼層結(jié)構(gòu)相似? 大部分施主和受主雜質(zhì)都與硅形成替位式固溶體167。 間隙式固溶體 雜質(zhì)存在間隙中167。 雜質(zhì)在硅中的溶解度第一章 硅的晶體結(jié)構(gòu)與單晶生長(zhǎng)電子科技大學(xué)中山學(xué)院v施主（受主）雜質(zhì)的溶解度，將隨晶體中的受主（施主）雜質(zhì)含量的增加而增大v某種施主（受主）雜質(zhì)的存在會(huì)導(dǎo)致其它施主（受主）雜質(zhì)的溶解度的下降v 選擇雜質(zhì)的依據(jù)：雜質(zhì)的固溶度是否大于所要求的表面濃度167。 參考 P19圖 120 在硅晶體中的固溶度隨溫度的關(guān)系167。 雜質(zhì)在硅中的溶解度第一章 硅的晶體結(jié)構(gòu)與單晶生長(zhǎng)電子科技大學(xué)中山學(xué)院晶體生長(zhǎng)第一章 硅的晶體結(jié)構(gòu)與單晶生長(zhǎng)電
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