内容发布更新时间 : 2024/12/23 5:43:08星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

图解半导体制程概论（1）

第一章 半导体导论

█ 半导体的物理特性及电气特性

【半导体】具有处于如铜或铁等容易导电的【导体】、与如橡胶或玻璃等不导电的【绝缘体】中间

的电阻系数、该电阻比会受到下列的因素而变化。如：

杂质的添加·温度 光的照射·原子结合的缺陷

█ 半导体的材料

硅(Si)与锗(Ge)为众所周知的半导体材料.这些无素属于元素周期素中的第IV族,其最外壳(最外层的轨道)具有四个电子.半导体除以硅与锗的单一元素构成之处,也广泛使用两种以上之元素的化合物半导体.

●硅、锗半导体 （Si、Ge Semiconductor)

单结晶的硅、其各个原子与所邻接的原子共价电子（共有结合、共有化）且排列得井井有条。利用

如此的单结晶，就可产生微观性的量子力学效果，而构成半导体器件。

●化合物半导体 (Compound Semiconductor)

除硅（Si)之外，第III族与第V族的元素化合物，或者与第IV族元素组成的化合物也可用于半导体

材料。

例如，GaAs（砷化镓）、 Gap（磷化砷）、 AlGaAs（砷化镓铝）、 GaN（氮化镓） SiC（碳化

硅） SiGe（锗化硅）等均是由2个以上元素所构成的半导体。

█ 本征半导体与自由电子及空穴

我们将第IV族（最外层轨道有四个电子）的元素（Si、Ge等），以及和第IV族等价的化合物（GaAs、GaN等），且掺杂极少杂质的半导体的结晶，称之为本征半导体（intrinsic semiconductor）。

●本征半导体（intrinsic semiconductor）

当温度十分低的时候，在其原子的最外侧的轨道上的电子（束缚电子（bound electrons）用于结合所邻接的原子，因此在本征半导体内几乎没有自由载子，所以本征半导体具有高电阻比。

●自由电子（free electrons）

束缚电子若以热或光加以激发时就成为自由电子，其可在结晶内自由移动。

●空穴（hole）

在束缚电子成为自由电子后而缺少电子的地方，就有电子从邻接的Si原子移动过来，同时在邻接的Si原子新发生缺少电子的地方，就会有电子从其所邻接的Si原子移动过来。在这种情况下，其与自由电子相异，即以逐次移动在一个邻接原子间。缺少电子地方的移动，刚好同肯有正电荷的粒子以反方向作移动

的动作，并且产生具有正电荷载子（空穴）的效力。