tekhne產品在半導體制造上的運用

發布時間：2022-11-18　點擊量：1220

tekhne產品在半導體制造上的運用

什么是半導體

半導體是半導體集成電路的簡稱。它是一種物質，同時具有導電良好的“導體"和導電性能不佳的“絕緣體"的特性。
此外，有時將使用半導體的晶體管（控制電流的元件）和二極管等電子元件構成的電路稱為 IC（Integrated Circuit）。如果把導體想象成鐵等金屬，絕緣體是橡膠，可能會更容易理解。

半導體結構

如上所述，半導體具有介于導電的“導體"物質和不導電的“絕緣體"物質之間的性質。所謂“導體"、“絕緣體"和“半導體"的區別，用專業術語來說就是“禁帶（bandgap）"能量寬度的區別。電子所占據的最高能帶“（價帶）"與低能帶“（導帶）"底部之間的能帶稱為禁帶，價帶和導帶是電子所處的能帶。不存在的稱為禁帶。金屬系統是一個沒有禁帶的例子。許多金屬很容易導電，即電子很容易移動。相反，陶瓷、橡膠和玻璃是具有大禁帶的材料的例子。由于電子不能移動，所以有許多被稱為絕緣體的東西不允許電流流動。
另一方面，在半導體中，如果禁帶比金屬的禁帶寬但比絕緣體的禁帶小，則通過向電子施加熱和電壓等能量，電流就會流動。因此，通過有意地將雜質混入半導體本身，可以改變電子和（原子）空位的流動并控制電性能。半導體根據添加的雜質分為n型和p型。

n型半導體：本征半導體周期表中Ⅳ族元素（硅、鍺Ge等）中微量的Ⅴ族（磷P、砷As、銻Sb等）（僅由添加硅Si)元素。當加入V族時，V族價電子中的一個多余電子可以自由移動（自由電子）。自由電子帶有負電荷，當它們移動以降低電阻并施加能量時，它們會被吸引到正極，從而使電流流動并顯示出半導體的特性。
p型半導體：在元素周期表中IV族元素（硅、鍺Ge等）中加入少量III族元素（硼B、銦In等）的本征半導體。當少量的Ⅲ族加到Ⅳ族中時，少了一個電子，所缺少的空穴稱為空穴。當在此狀態下施加電壓時，附近的電子會移動到該空穴。此外，電子的這種運動會在別處產生空穴。隨著這種重復，電子似乎穩定地向負極移動。因此，當施加能量時，它會被吸引到+極并有電流流動，并表現出作為半導體的特性。

n型半導體和p型半導體的結具有使電流僅在一個方向流動的功能。在結處，n型半導體中的自由電子與p型半導體中的空穴相互吸引，結合并消失在結面上。換句話說，電子不再存在于結面上，導致與絕緣體相同的狀態。電子不再存在的層稱為耗盡層。在這種絕緣體狀態下，如果將 n 型半導體側連接到負極，將 p 型半導體側連接到正極并施加電壓，電子就會從 n 型流向 p 型。

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