半導體材料ppt課件-文庫吧資料
2025-01-20 10:05本頁面
【正文】 片的底面接上電極，在另一面插上細針并通上電流，然后讓另一根細針盡量靠近它，并通上微弱的電流，并加上微電流，這時，通過鍺片電流突然增大起來。 主要成員 ? 組長是半導體物理學理論家肖克利（ B. Shockley） ? 實驗物理學家布拉坦（ W. Brattain ） ? 固體物理學家巴丁（ J. Bardeen） ? 電子線路專家摩爾（ . Moore） ? 物理化學家摩根（ S. Man）和吉布尼（ . Gibney）， ? 半導體專家皮耳遜（ . Pearson），歐爾（ . Ohl）和蒂爾（ . Teal）。 ? 1946年 1月，貝爾實驗室正式成立了固體物理研究組，其宗旨就是要對固體物理學進行深入探討，從而指導半導體器件的研制。 真空管的缺點 ? 脆 ? 易碎 ? 體積龐大 ? 不可靠 ? 耗電量大 ? 效率低 ? 運作時釋出大量熱能 ? 。 ? 第二個極是 “ 屏極 ” ，基本是真空管最外圍的金屬板，屏極連接正電壓，負責吸引從陰極散發(fā)出來的電子，作為電子游離旅行的終點。 真空管 ? “真空管 ” 代表玻璃瓶內(nèi)部抽真空，以利于游離電子的流動，也可有效降低燈絲的氧化損耗。 晶體管的發(fā)明背景 ? 理論背景： 能帶論、導電機理模型和擴散理論這三個相互關(guān)聯(lián)逐步發(fā)展起來的半導體理論模型，便大體上構(gòu)成了確立晶體管這一技術(shù)發(fā)明目標的理論背景。 （ 4）雜質(zhì)的摻雜 ? 半導體材料特性參數(shù)的大小與存在于材料中的雜質(zhì)原子和晶體缺陷有很大關(guān)系： ? 一方面，電阻率 、載流子遷移率和非平衡載流子壽命等一般隨雜質(zhì)的增加而減小，希望盡可能的提高半導體材料的純度； ? 另一方面，半導體材料的各種半導體性質(zhì)又離不開各種雜質(zhì)原子的作用。 多層膜外延生長 外延生長的技術(shù) ? 外延生長的技術(shù)有汽相、液相、分子束外延等。 ? 2. 外延生長可以選擇性的進行生長，不同材料的外延生長，不同成分的外延生長，這對于器件的制備尤為重要。 ? 如果襯底材料和外延層是同一種材料，稱為同質(zhì)外延 ? 如果襯底材料和外延層不是同一種材料，稱為異質(zhì)外延 外延生長的優(yōu)點 ? 1. 外延生長中，外延層中的雜質(zhì)濃度可以方便地通過控制反應氣流中的雜質(zhì)含量加以調(diào)節(jié)，而不依賴于襯底中的雜質(zhì)種類與摻雜水平。 ? 單晶基本上是由熔體生長法制成 不同的體單晶生長技術(shù) ? 直拉技術(shù)－－應用最廣， 80%的 硅單晶、大部分鍺單晶 ? 懸浮區(qū)熔法 －－ 生長高純硅單晶 ? 水平 區(qū)熔法 －－ 生產(chǎn)鍺單晶 ? 垂直定向結(jié)晶法－－生長碲化鎘、砷化鎵 ? 國際上的產(chǎn)品主要是 12英寸以上的單晶硅，最大尺寸達 24英寸。 ? 單晶制備一般可分大體積單晶 (即體單晶 )制備和薄膜單晶的制備。去掉兩端的材料，剩下的即為具有較高純度的材料。 ? 區(qū)域熔煉技術(shù) ,即將半導體材料鑄成錠條 ,從錠條的一端開始形成一定長度的熔化區(qū)域。 （ ）化學提純 ? 化學提純的主要方法有電解、絡(luò)合、萃取、精餾等，使用最多的是精餾。 例子： ? 純硅在室溫時的電導率為 5 10－ 6/歐姆厘米 ? 當摻入百萬分之一的雜質(zhì)時，雖然純度仍有 %，導電率卻提高了一百萬倍。 （ 2）半導體材料工藝 ? 另一方面的突破是半導體材料工藝的發(fā)展 ? 半導體材料工藝可概括為提純、單晶制備和雜質(zhì)控制。 EC EV ED Eg DE?? ?擴散理論 ? 1939年，莫特（ . Mott）和肖特基（ W. Schottky）各自獨立地提出可以解釋阻擋層整流的擴散理論。 禁帶寬度最大的為絕緣體， 較大的為半導體 , 很小的或者重合的為導體 。用能帶理論解釋導體、絕緣體和半導體的行為特征，其中包括半導體電阻的負溫度系數(shù)和光電導現(xiàn)象。 能帶理論 ? 1928年普朗克在應用量子力學研究金屬導電問題中，提出固體能帶理論的基本思想 能帶論。 ? 單個光子的能量為 hv? ?玻爾的原子量子模型 ? 1913年，玻爾在盧瑟福有核原子模型的基礎(chǔ)上建立起原子的量子理論 。 ? 量子論－－－半導體的能帶理論密切相關(guān) 普朗克的輻射量子說 ? 1900年，普朗克提出輻射量子假說 ? 假定電磁場和物質(zhì)交換能量是以間斷的形式 (能量子 )實現(xiàn)的，能量子的大小同輻射頻率成正比，比例常數(shù)稱為普朗克常數(shù)，從而得出黑體輻射能量分布公式，成功地解釋了黑體輻射現(xiàn)象。 ? 然而，這兩個公式算出的結(jié)果，不是在長波方面就是在短波方面與實驗結(jié)果不符，物理
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