半導(dǎo)體器件與工藝ppt課件(參考版)
2025-05-09 12:44本頁面
【正文】 硅中摻有受主雜質(zhì)，靠受主提供的空穴導(dǎo)電 P型半導(dǎo)體 Ru Huang, ime, PKU 16 ? 雜質(zhì)補償： ? 同時有施主、受主 ? ND－ NA ：供導(dǎo)電 Ru Huang, ime, PKU 17 ? 基本導(dǎo)電性 ? 影響導(dǎo)電性的因素 ? 摻雜：雜質(zhì)的種類和數(shù)量 ? 光照等 ? 導(dǎo)電能力的表征 ? 半導(dǎo)體中的載流子 Ru Huang, ime, PKU 18 ? 導(dǎo)電能力的表征 ? 電導(dǎo)率、電阻率 ? 遷移率 ?均勻?qū)щ?材料：電阻或電導(dǎo)來表示導(dǎo)電能力，電場不很強，歐姆定律 ? 雜質(zhì)：半導(dǎo)體的導(dǎo)電 ? 電流不均勻 ? 微分歐姆定律： j＝ ?E＝ E/? ? 電導(dǎo)率與雜質(zhì)濃度的關(guān)系 Ru Huang, ime, PKU 19 ? 常溫下電子無規(guī)則運動：不會形成電流 ? 漂移運動：存在電場，由電場作用而產(chǎn)生電子沿電場方向的運動，產(chǎn)生一定定向速度 ? j=nqv， v是平均速度 單位時間通過單位面積的電荷量 ? j＝ ?E＝ E/? ? v＝ uE： u為載流子的遷移率 ? ?＝ nqu ? 與 n有關(guān) ?與 u有關(guān) ?遷移率：導(dǎo)電能力， 載流子運動速度 定量分析 引 入 遷 移 率 的 概 念 Ru Huang, ime, PKU 20 ? 基本導(dǎo)電性 ? 影響導(dǎo)電性的因素 ? 摻雜：雜質(zhì)的種類和數(shù)量 ? 光照等 ? 導(dǎo)電能力的表征 ? 半導(dǎo)體中的載流子 Ru Huang, ime, PKU 21 ? 以電子為例 ? 載流子的統(tǒng)計規(guī)律 大量載流子微觀運動表現(xiàn)出來 ? 電子的運動方式 ? 穩(wěn)恒運動，具有完全確定的能量：量子態(tài) 相應(yīng)的能量：能級 ? 量子躍遷 Ru Huang, ime, PKU 22 ? 量子態(tài) ? 半導(dǎo)體中的量子態(tài) ? 共價鍵電子 ? 擺脫共價鍵后自由運動的電子 ? 摻雜原子可以將電子束縛在周圍運動 ? 大量電子在各類量子態(tài)中的分布情況：電子的統(tǒng)計分布 Ru Huang, ime, PKU 23 ? 原子中電子的量子態(tài)和能級 ? 硅原子的 14個電子在三層軌道上運動 ? 軌道越高，能量越高 ? 量子態(tài)的能量：取一些特定值 ? 兩層軌道之間不存在中間能量的量子態(tài) ? 形象表示：能級圖 ? 每一量子態(tài)所取的確定能量：能級 ? 用高低不同的水平橫線來表示 ? 每一個量子態(tài)稱為一個能級 ? 空能級：電子躍遷 Ru Huang, ime, PKU 24 半導(dǎo)體中的 能帶 ? 電子的共有化運動 ? 軌道交迭：電子可從一個原子轉(zhuǎn)移到相鄰的原子上去 ? 原子組合成晶體：電子的量子態(tài)發(fā)生質(zhì)的變化，電子穿行于整個晶體的運動 ? 電子只能在能量相同的量子態(tài)之間轉(zhuǎn)移 ? 共有化的量子態(tài)與原子能級之間存在對應(yīng)關(guān)系 Ru Huang, ime, PKU 25 半導(dǎo)體的 能帶 ? 在同一個原子能級上產(chǎn)生的共有化運動多樣 ?可以有各種速度 ? 從一個原子能級可以演變出許多共有化量子態(tài) 原子能級 能帶 ?一組密集的能級：能帶 ? 禁帶 ，帶隙 Ru Huang, ime, PKU 26 價帶： 被電子填充的能量最高的能帶， 價電子填充 能量最高 價帶以上能帶基本為空 導(dǎo)帶： 未被電子填充的能量最低的能帶 禁帶： 導(dǎo)帶底與價帶頂之間能帶 帶隙：導(dǎo)帶底與價帶頂之間的能量差 半導(dǎo)體中的能帶 (價帶、導(dǎo)帶和帶隙 ) Si， Ge等晶體中，內(nèi)層到最外層價電子填滿相應(yīng)的能帶 導(dǎo) 帶 價
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