半导体的发展历程

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1、半导体的发展历程半导体(semiconductor)，指常温卜*导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料。材料的导电性是由“传导带”(conductionband)屮含有的电子数量决定。当电子从“价带”(valenceband)获得能量而跳跃至“导电带”时，电子就可以在带问任意移动而导电。一般半导体材料的能隙约为1至3电子伏特，通过电子传导或空穴传导的方式传输电流。基木简介半导体(semiconductor)，指常温K导电性能介于导体(conductor)与绝

2、缘体(insulator)之间的材料。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。无线-潜力大由于智能型手机消费者需求的增加，无线lU场目前是半导体应用中，成长扩大速度最快的一个领域。随着智能型手机需求的增加，而朝向无线基地台的普及及网路基木设备的扩展发展。Databeans在该报•中指出，通讯应用的各部门均分成无线市场与打线市场两大类。分类为「无线」的产品包含行动电话(功能型手机，智能型手机)、无线基本设备(行动电话基地台等)、短距离无线(802.11、蓝牙，ZigBee,NFC)、及其他无

3、线(无线电芯片等)部门。将无线市场视为单一部门来看，则该市场规模在半导体领域上，是仅次于计算机市场的第二大市场。2012年预计全球市场的销售额将比前一年増加6%,达到约755亿美金。这是约占半导体全球市场的25%市占率的水准。更进一步来看，无线市场是半导体消费整体市场屮成长率最高的部门，预计接下来的五年问，成K率将大于整体市场的成K率。主要特点半导体五大特性：掺杂性，热敏性，光敏性，负电阻率温度特性，整流特性。★在形成晶体结构的半导体屮，人为地掺入特定的杂质元素，导电性能具有可控性。★在光照和热辐

4、射条件下，其导电性有明显的变化。晶格：晶体中的原了在空间形成排列整齐的点阵，称为晶格。共价键结构：相邻的两个原子的一对最外层电子（即价电子）不但各0围绕自身所属的原子核运动，而且出现在相邻原子所属的轨道上，成为共用电子，构成共价键。电子-模型图自由电子的形成：在常温下，少数的价电子巾于热运动获得足够的能量，挣脱共价键的朿缚变成为G由电了。空穴：价电子挣脱共价键的束缚变成为自由电子而留下一个空位置称空穴。电子电流：在外加电场的作用下，自由电子产生定向移动，形成电子电流。空穴电流：价电子按一定的方向依

5、次填补空穴（即空穴也产生定句移动），形成空穴电流。木征半导体的电流：电了电流+空穴电流。Q由电了和空穴所带电荷极性不同，它们运动方向相反。载流子：运载电荷的粒子称为载流子。导体电的特点：导体导电只有一种载流子，即自由电子导电。木征半导体电的特点：木征半导体有两种载流子，即自由电子和空穴均参与导电。本征激发：半导体在热激发下产生自由电子和空穴的现象称为本征激发。复合：自由电子在运动的过程屮如果与空穴相遇就会填补空穴，使两荞同吋消失，这种现象称为复合。动态T衡：在一定的温度下，木征激发所产生的自由电子

6、与空穴对，与复合的Q由电了与空穴对数目相等，达到动态平衡。载流子的浓度与温度的关系：温度一定，本征半导体屮载流子的浓度是一定的，并且自由电子与空穴的浓度相等。当温度升高吋，热运动加剧，挣脱共价键束缚的自由电子增多，空穴也随之增多（即载流子的浓度升高），导电性能增强;当温度降低，则载流子的浓度降低，导电性能变差。结论:本征半导体的导电性能与温度冇关。半导体材料性能对温度的敏感性,可制作热敏和光敏器件，又造成半导体器件温度稳定性差的原因。杂质半导体：通过扩散工艺，在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素，

7、可得到杂质半导体。P型半导体：在纯净的硅晶体中掺入三价元素（如硼），使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了P型半导体。多数载流子：P型半导体屮，空穴的浓度大于自由电子的浓度，称为多数载流子，简称多子。少数载流子：P型半导体中，自由电子为少数载流子，简称少子。受主原子：杂质原子中的空位吸收电子，称受主原子。P型半导体的导电特性：它是靠空穴导电，掺入的杂质越多，多子（空穴）的浓度就越高，导电性能也就越强。N型半导体：在纯净的硅晶体中掺入五价元素（如磷），使之取代晶格中硅原子的位置，形成N型半导体。多子：

8、n型半导体中，多子为Q由电子。少子：N型半导体中，少子为空穴。施子原子：杂质原子可以提供电子，称施子原子。N型半导体的导电特性：摻入的杂质越多，多子（自由电子）的浓度就越高,导电性能也就越强。结论：多子的浓度决定于杂质浓度。少子的浓度决定于温度。PN结的形成：将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上，在它们的交界而就形成PN结。PN结的形成过程：如图所示，将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上，在无外电场和其它激发作用下，参与扩散运动的多+数0等于参与漂移运动的少子数口，从而