半导体材料以及其应用.ppt

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1、半导体材料培训测试部胡晨2016年1月13日LeadingPhysicalPropertyAnalysisofThin-FilmMaterials专注激情严谨勤勉目录半导体材料半导体特性及应用半导体的发展趋势半导体材料LeadingPhysicalPropertyAnalysisofThin-FilmMaterials专注激情严谨勤勉1.半导体材料－现代信息社会的基础人们的生活离不开半导体材料。半导体材料LeadingPhysicalPropertyAnalysisofThin-FilmMaterials专注激情严谨勤勉半导体材料生

2、产总值很大，应用领域非常广泛。半导体材料的发展使国民经济和及科技等领域出现了巨大的进步，改变了我们的生活。LeadingPhysicalPropertyAnalysisofThin-FilmMaterials专注激情严谨勤勉2.什么是半导体半导体材料根据物体导电能力的不同，来划分导体、绝缘体和半导体。导体：ρ<10－4Ω·cm；绝缘体：ρ>109Ω·cm；半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间。三者的能带结构不同：半导体材料LeadingPhysicalPropertyAnalysisofThin-FilmMaterials专注激情严

3、谨勤勉半导体按化学成分：(1)无机半导体材料:(2)有机半导体材料:元素半导体：Si、Ge、Se等；化合物半导体：GaAs、InSb、SiC、InGaAs等；有机物、聚合物、给体-受体络合物。3.半导体材料的分类LeadingPhysicalPropertyAnalysisofThin-FilmMaterials专注激情严谨勤勉半导体材料4.本征半导体单晶硅受热激发本征半导体：纯净的单晶半导体。半导体中载流子：自由电子和空穴。一定温度下，自由电子和空穴的浓度达到一定，形成动态平衡。以单晶硅为例：LeadingPhysicalProp

4、ertyAnalysisofThin-FilmMaterials专注激情严谨勤勉半导体材料+++++++-------在外电场作用下，电子的定向移动形成电流。(1)半导体中电子导电LeadingPhysicalPropertyAnalysisofThin-FilmMaterials专注激情严谨勤勉半导体材料(2)半导体中空穴导电+++++++-------在外电场作用下，空穴的定向移动形成电流。半导体材料LeadingPhysicalPropertyAnalysisofThin-FilmMaterials专注激情严谨勤勉5.杂质半导

5、体磷（P）多数载流子N型半导体中，自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。(1)N型半导体杂质半导体：掺入杂质的本征半导体。N型半导体主要靠自由电子导电，掺入杂质越多，自由电子浓度越高，导电性越强。半导体材料LeadingPhysicalPropertyAnalysisofThin-FilmMaterials专注激情严谨勤勉多数载流子P型半导体中，空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。(2)P型半导体硼（B）杂质半导体主要靠多数载流子导电。掺入杂质越多，多子浓度越高，导电性越强，实现导电性可控。LeadingPhysicalPro

6、pertyAnalysisofThin-FilmMaterials专注激情严谨勤勉半导体材料几个基本概念：（1）本征半导体、杂质半导体；（2）两种载流子“自由电子、空穴”；（3）N型半导体、P型半导体；（4）多数载流子、少数载流子。为什么将自然界导电性能中等的半导体材料制成导电性能极差的本征半导体，又将其掺杂，改善导电性能？既然P型半导体的多数载流子是空穴，少数载流子是自由电子，所以，P型半导体带正电。此说法是否正确？6.问题小结半导体材料LeadingPhysicalPropertyAnalysisofThin-FilmMater

7、ials专注激情严谨勤勉7.PN结及其单向导电性物质因浓度差而产生的运动称为扩散运动。气体、液体、固体均有之。扩散运动P区空穴浓度远高于N区。N区自由电子浓度远高于P区。(1)PN结的形成半导体材料LeadingPhysicalPropertyAnalysisofThin-FilmMaterials专注激情严谨勤勉内电场使空穴从N区向P区、自由电子从P区向N区运动。因电场作用所产生的运动称为漂移运动。参与扩散运动和漂移运动的载流子数目相同，达到动态平衡，就形成了PN结（空间电荷区、耗尽层）。内建电场E由于扩散运动使P区与N区的交界面

8、缺少多数载流子，形成内电场，从而阻止扩散运动的进行。半导体材料LeadingPhysicalPropertyAnalysisofThin-FilmMaterials专注激情严谨勤勉(2)PN结的单向导电特性正向特性反向特性反向击穿PN