怎么判断简并半导体?什么是简并半导体?

怎么判断简并半导体?什么是简并半导体?,第1张

一般情况下,ND<NC或NA <NV;费米能级处于禁带之中。当ND≥NC或NA≥NV时,EF将与EC或EV重合,或进入导带或价带,此时的半导体称为简并半导体。也即,简并半导体是指:费米能级位于导带之中或与导带重合;费米能级位于价带之中或与价带重合。

选取EF = EC为简并化条件,得到简并时最小施主杂质浓度:

选取EF = Ev为简并化条件,得到简并时最小受主杂质浓度:

半导体发生简并时:

(1)ND ≥ NC;NA ≥ NV;

(2)ΔED越小,简并所需杂质浓度越小。

(3)简并时施主或受主没有充分电离。

(4)发生杂质带导电,杂质电离能减小,禁带宽度变窄。

扩展资料

半导体芯片的制造过程可以分为沙子原料(石英)、硅锭、晶圆、光刻,蚀刻、离子注入、金属沉积、金属层、互连、晶圆测试与切割、核心封装、等级测试、包装等诸多步骤,而且每一步里边又包含更多细致的过程。

1、沙子:硅是地壳内第二丰富的元素,而脱氧后的沙子(尤其是石英)最多包含25%的硅元素,以二氧化硅(SiO2)的形式存在,这也是半导体制造产业的基础。

2、硅熔炼:12英寸/300毫米晶圆级,下同。通过多步净化得到可用于半导体制造质量的硅,学名电子级硅(EGS),平均每一百万个硅原子中最多只有一个杂质原子。此图展示了是如何通过硅净化熔炼得到大晶体的,最后得到的就是硅锭。

3、单晶硅锭:整体基本呈圆柱形,重约100千克,硅纯度99.9999%。

4、硅锭切割:横向切割成圆形的单个硅片,也就是我们常说的晶圆(Wafer)。

5、晶圆:切割出的晶圆经过抛光后变得几乎完美无瑕,表面甚至可以当镜子。

6、光刻胶(Photo Resist):图中蓝色部分就是在晶圆旋转过程中浇上去的光刻胶液体,类似制作传统胶片的那种。晶圆旋转可以让光刻胶铺的非常薄、非常平。

7、光刻:光刻胶层随后透过掩模(Mask)被曝光在紫外线(UV)之下,变得可溶,期间发生的化学反应类似按下机械相机快门那一刻胶片的变化。掩模上印着预先设计好的电路图案,紫外线透过它照在光刻胶层上,就会形成微处理器的每一层电路图案。

8、溶解光刻胶:光刻过程中曝光在紫外线下的光刻胶被溶解掉,清除后留下的图案和掩模上的一致。

9、蚀刻:使用化学物质溶解掉暴露出来的晶圆部分,而剩下的光刻胶保护着不应该蚀刻的部分。

10、清除光刻胶:蚀刻完成后,光刻胶的使命宣告完成,全部清除后就可以看到设计好的电路图案。

再次光刻胶:再次浇上光刻胶(蓝色部分),然后光刻,并洗掉曝光的部分,剩下的光刻胶还是用来保护不会离子注入的那部分材料。

11、离子注入(Ion Implantation):在真空系统中,用经过加速的、要掺杂的原子的离子照射(注入)固体材料,从而在被注入的区域形成特殊的注入层,并改变这些区域的硅的导电性。经过电场加速后,注入的离子流的速度可以超过30万千米每小时。

12、清除光刻胶:离子注入完成后,光刻胶也被清除,而注入区域(绿色部分)也已掺杂,注入了不同的原子。注意这时候的绿色和之前已经有所不同。

13、晶体管就绪:至此,晶体管已经基本完成。在绝缘材(品红色)上蚀刻出三个孔洞,并填充铜,以便和其它晶体管互连。

14、电镀:在晶圆上电镀一层硫酸铜,将铜离子沉淀到晶体管上。铜离子会从正极(阳极)走向负极(阴极)。

15、铜层:电镀完成后,铜离子沉积在晶圆表面,形成一个薄薄的铜层。

16、抛光:将多余的铜抛光掉,也就是磨光晶圆表面。

17、金属层:晶体管级别,六个晶体管的组合,大约500纳米。在不同晶体管之间形成复合互连金属层,具体布局取决于相应处理器所需要的不同功能性。芯片表面看起来异常平滑,但事实上可能包含20多层复杂的电路,放大之后可以看到极其复杂的电路网络,形如未来派的多层高速公路系统。

18、晶圆测试:内核级别,大约10毫米/0.5英寸。图中是晶圆的局部,正在接受第一次功能性测试,使用参考电路图案和每一块芯片进行对比。

19、晶圆切片(Slicing):晶圆级别,300毫米/12英寸。将晶圆切割成块,每一块就是芯片的内核(Die)。

20、丢弃瑕疵内核:晶圆级别。测试过程中发现的有瑕疵的内核被抛弃,留下完好的准备进入下一步

21、封装

参考资料来源:百度百科-半导体

参考资料来源:百度百科-简并半导体

一、指代不同

1、收音机:由机械器件、电子器件、磁铁等构造而成,用电能将电波信号转换并能收听广播电台发射音频信号的一种机器。

2、半导体:是指用天线、地线以及基本调谐回路和矿石做检波器而组成的没有放大电路的无源收音机。

二、原理不同

1、收音机:把从天线接收到的高频信号经检波(解调)还原成音频信号,送到耳机或喇叭变成音波。

2、半导体:体芯片的制造过程可以分为沙子原料(石英)、硅锭、晶圆、光刻,蚀刻、离子注入、金属沉积、金属层、互连、晶圆测试与切割、核心封装、等级测试、包装等诸多步骤,而且每一步里边又包含更多细致的过程。

三、特点不同

1、收音机:利用电场对真空中的电子流的作用以获得信号放大或振荡的电子器件。电子管是电子时代的鼻祖,电子管发明以后,使收音机的电路和接收性能发生了革命性的进步和完善。

2、半导体:是最简单的无线电接收装置,主要用于中波公众无线电广播的接收。

参考资料来源:百度百科-半导体

参考资料来源:百度百科-收音机

在极低温度下,半导体的价带是满带(见能带理论),受到热激发后,价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带,价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位,称为空穴。空穴导电并不是实际运动,而是一种等效。

电子导电时等电量的空穴会沿其反方向运动。它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流,分别称为电子导电和空穴导电。这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。导带中的电子会落入空穴,电子-空穴对消失,称为复合。

复合时释放出的能量变成电磁辐射(发光)或晶格的热振动能量(发热)。在一定温度下,电子-空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡,此时半导体具有一定的载流子密度,从而具有一定的电阻率。温度升高时,将产生更多的电子-空穴对,载流子密度增加,电阻率减小。

扩展资料:

半导体的分类

1、元素半导体。

2、无机合成物半导体。

3、有机合成物半导体。

4、非晶态半导体。

5、本征半导体。

半导体的制备

1、沙子:硅是地壳内第二丰富的元素,而脱氧后的沙子(尤其是石英)最多包含25%的硅元素,以二氧化硅(SiO2)的形式存在,这也是半导体制造产业的基础。

2、硅熔炼:12英寸/300毫米晶圆级,下同。通过多步净化得到可用于半导体制造质量的硅,学名电子级硅(EGS),平均每一百万个硅原子中最多只有一个杂质原子。此图展示了是如何通过硅净化熔炼得到大晶体的,最后得到的就是硅锭。

3、单晶硅锭:整体基本呈圆柱形,重约100千克,硅纯度99.9999%。

4、硅锭切割:横向切割成圆形的单个硅片,也就是我们常说的晶圆(Wafer)。

参考资料来源:百度百科-半导体


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