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半導(dǎo)體制造及潔凈室用露點(diǎn)計(jì)、氧氣濃度計(jì)、溫濕度計(jì)、風(fēng)速計(jì)

更新時(shí)間:2024-01-23      瀏覽次數(shù):310

什么是半導(dǎo)體?

半導(dǎo)體是半導(dǎo)體集成電路的縮寫(xiě)。它是一種同時(shí)具有“導(dǎo)體”和“絕緣體”特性的物質(zhì),其中“導(dǎo)體”具有

良好的導(dǎo)電性能,而“絕緣體”具有較差的導(dǎo)電性能。另外,由半導(dǎo)體晶體管(控制電流的元件)、二極管等電子元件

構(gòu)成的電路有時(shí)也被稱為IC(集成電路)。如果將導(dǎo)體想象成鐵等金屬,將絕緣體想象成橡膠,可能會(huì)更容易理解。

 

半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)

如上所述,半導(dǎo)體的特性介于導(dǎo)電的“導(dǎo)體”材料和不導(dǎo)電的“絕緣體”材料之間。用技術(shù)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō),“導(dǎo)

體”、“絕緣體”和“半導(dǎo)體”之間已知的區(qū)別是“禁帶(帶隙)”能量寬度的差異。電子所占據(jù)的最高能

帶(價(jià)帶)與最的低能帶(導(dǎo)帶)下端之間的能帶稱為禁帶,價(jià)帶和導(dǎo)帶之間電子不能存在的能帶為稱為禁帶。

金屬基材料是無(wú)禁止帶的一個(gè)例子。這是因?yàn)樵S多金屬很容易導(dǎo)電,這意味著電子可以輕松移動(dòng)。另一方面,

具有大禁的區(qū)的材料的例子包括陶瓷、橡膠和玻璃。由于電子不能移動(dòng),電流不能流過(guò)它們,因此它們通常被

稱為絕緣體。
另一方面,在半導(dǎo)體中,如果禁帶比金屬寬但比絕緣體小,則可以通過(guò)向電子施加能量(例如熱或電壓)來(lái)

流動(dòng)電流。因此,通過(guò)有意地將雜質(zhì)混入半導(dǎo)體本身,可以改變電子和(原子)空位的流動(dòng)并控制電性能。

根據(jù)這種故意添加的雜質(zhì),半導(dǎo)體分為n型和p型。

n型半導(dǎo)體:在IV族元素(硅、鍺Ge等)中含有微量V族元素(磷P、砷As、銻Sb等)的本征半導(dǎo)體(僅由

硅Si組成的半導(dǎo)體)元素周期表。它添加了元素。當(dāng)添加V族時(shí),V族的價(jià)電子中多出一個(gè)電子可以自由移動(dòng)

(自由電子)。自由電子帶有負(fù)電荷,當(dāng)它們移動(dòng)時(shí),它們會(huì)降低電阻,當(dāng)施加能量時(shí),它們被吸引到正極,

導(dǎo)致電流流動(dòng)并表現(xiàn)出半導(dǎo)體特性。
P型半導(dǎo)體:在元素周期表中第IV族元素(硅、鍺Ge等)中添加微量第III族元素(硼B(yǎng)、銦In等)的本征半導(dǎo)

體。當(dāng)少量的III族加入到IV族中時(shí),就會(huì)缺少一個(gè)電子,缺少的空穴稱為空穴。如果在這種狀態(tài)下施加電壓,

附近的電子將移動(dòng)到該空穴。此外,電子的這種運(yùn)動(dòng)會(huì)在其他地方產(chǎn)生空穴。通過(guò)重復(fù)這個(gè)過(guò)程,電子似乎

越來(lái)越向負(fù)極移動(dòng)。因此,當(dāng)對(duì)其施加能量時(shí),它會(huì)被吸引到正極,從而導(dǎo)致電流流動(dòng)并展現(xiàn)出其作為半導(dǎo)

體的特性。

n型半導(dǎo)體和p型半導(dǎo)體之間的結(jié)提供了允許電流僅沿特定方向流動(dòng)的能力。由于結(jié)的存在,n型半導(dǎo)體中的

自由電子和p型半導(dǎo)體中的空穴相互吸引,在結(jié)面結(jié)合并消失。換言之,接合面不存在電子,狀態(tài)與絕緣體相

同。電子不再存在的這一層稱為耗盡層。在這種絕緣體狀態(tài)下,如果將-極連接到n型半導(dǎo)體側(cè),將+極連接到

p型半導(dǎo)體側(cè)并施加電壓,電子將從n型流向p型。

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