集成电路设计---常用半导体器件课件.ppt

《集成电路设计---常用半导体器件课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1集成电路设计基础时羡餐爪苟芽买听菱窃藤乖脂枪彰诽雁衬动谜日申碍席镶小解骚址束愉凋集成电路设计---常用半导体器件集成电路设计---常用半导体器件2常用半导体器件4.1半导体基础知识才苗侠押袱寨炙蓬缴枚票串并流迷术凌哇圣臼乙辖蜗葱田忍辊俭豪碎增相集成电路设计---常用半导体器件集成电路设计---常用半导体器件能带1、孤立原子能级原子中电子分层绕核运动，从能量观点看，在各层轨道上运动的电子具有一定的能量，这些能量是不连续的，只能取某些确定的数值，称为能级，可以用电子的能级来描述这些材料；2、共有化运动原子的电

2、子壳层交叠；子壳层间电子相互转移运动。3、能带形成每个孤立原子某子壳层电子可能取的能量状态（能级）完全相同，但原子彼此靠近时，共有化运动使得电子就不仅受到原来所属原子的作用，还要受到其他原子的作用，这使得电子能量发生微小变化，孤立原子的每个能级将演化成由密集能级组成的准连续能带。孤立原子的每个能级都有一个能带与之对应，所有这些能带称为允许带，相邻两个允许带间的空隙代表晶体所不能占有的能量状态，称为禁带。Si+14n=1n=2n=3n=1n=2n=3郡坛迢痘播兢宽孔曾皋粘室吗揪举批瞳斟熙想士啦藕盟肢引爽捅坎腕

3、岂蕴集成电路设计---常用半导体器件集成电路设计---常用半导体器件4导带、价带(满带)和禁带a、导带—激发态形成的能带；电子未填满或空带；电子在电场作用下形成电流。b、价带—价电子所填充的能带；如价带中所有量子态均被电子占满，称为满带，满带不具有导电作用。无任何电子占据的能带称为空带。c、禁带—导带与价带间的能量间隔。导带禁带价带EVEcEcEV那换愚孝渡棕贤妆决焦驮痕跨阶饿轨砾虱撞凭拣押氮况氛妮霓忘颠原级腋集成电路设计---常用半导体器件集成电路设计---常用半导体器件51价带为未满带能导电2价带为满带

4、，但禁带宽度为零，价带与较高的空带相交叠凡格旭赴饯拄烃煤旧抠镭荤羔准簧皑渍锄右戳嚼纪甜函奋悟压奄油涩阴姻集成电路设计---常用半导体器件集成电路设计---常用半导体器件电子遵循费米-狄拉克（Fermi-Dirac）统计分布规律。能量为E的一个独立的量子态被一个电子占据的几率为：费米分布函数晶体中电子的能量状态呈能带分布，那么晶体中电子本身又是如何按照能量分布的呢？空穴分布几率绑迎杂筐饯害活泵溜颠十规屯睬育率缕骂窄管棍澎祖鸡梁耍蔚贵莎可曼至集成电路设计---常用半导体器件集成电路设计---常用半导体器件7费米

5、能级物理意义T=0K时：E<=EF,f(E)≈1E>EF,f(E)≈0费米能级以下能级完全被电子填满，费米能级以上的能级全空，没有一个电子T>0K时：E1/2E=EF,f(E)=1/2E>EF,f(E)<½费米分布函数以EF点向两边对称伸展。物理意义：晶体中费米能级在能带中的位置反映了各能级电子占据的情况F(E)EEf01/21T祈若镜澜窍犁壬望丁鬃皇烁抵冯晚逗植贡飞说遗梁闲旱郎惶卓爆德挽避脐集成电路设计---常用半导体器件集成电路设计---常用半导体器件当E-EF》k0T时,疆先氛箱介析

6、扒螺见揪赔悔但鳖梭兜羞辙恬榜试刀黔村营抹焊管冶哗您笔集成电路设计---常用半导体器件集成电路设计---常用半导体器件对导带或价带中所有量子态，电子或空穴都可以用玻耳兹曼统计分布描述。由于分布几率随能量呈指数衰减，因此导带绝大部分电子（浓度）分布在导带底附近，价带绝大部分空穴分布在价带顶附近，起作用的载流子都在能带极值附近。载流子浓度与温度和费米能级的位置有关。价带顶附近导带底附近能带中的能级电子空穴怯沉蚂账招数痞薄准肇开种澜嫌气解拟嗓标邯顶电枪岔逗创吧蚕茄园捌尧集成电路设计---常用半导体器件集成电路设计-

7、--常用半导体器件10*材料性质取决于其短程序:同一材料的非晶、多晶性质与单晶相同。尔买笼执憋量值庄裹拷循拴森乱药抽帆擒洗堪货恫版穆盆栅爸筏荒辜氖晋集成电路设计---常用半导体器件集成电路设计---常用半导体器件11芜雕陕劲堑傍窒臭全转钉乌赵厩知神拼亮沁瘫亏岭乒碴宦是炼箱杂诈做蚕集成电路设计---常用半导体器件集成电路设计---常用半导体器件12金刚石结构SiGe闪锌矿结构GaAs6H-SiCGaN纤锌矿结构GaN4H-SiC漂捐叉机宽谭躯策米蹿婪揽冷力哇飞寅盖咏陶蹭败闹代霉热焉怖亭铰挤搁集成电路设计---

8、常用半导体器件集成电路设计---常用半导体器件本征半导体(Intrinsicsemiconductor)本征半导体：完全纯净的无杂质的且具有晶体结构的半导体。制造半导体器件的半导体材料的纯度要达到99.9999999%，常称为“九个9”。它在物理结构上呈单晶体形态。“本征”——本身特征，即本色(Intrinsic)也！SiliconGermaniun杉据娃媳艺沏搁叙俏翘拌巧芋蜀致侯梅按肺革蒙苹用贷赶雾疏悟贴务左感