半导体器件物理 绪论ppt课件.ppt

《半导体器件物理 绪论ppt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、半导体器件物理绪论学科网络一、什么是半导体(semiconductor)二、半导体器件物理研究的是什么？三、半导体器件的发展绪论一、什么是半导体按导电能力区分，可以区分为导体、半导体和绝缘体表1.1导体、半导体和绝缘体的电阻率范围材料·导体半导体绝缘体电阻率ρ(Ωcm)＜10-310-3～109＞109半导体电阻率可在很大范围内变化，主要包括：温度升高使半导体导电能力增强，电阻率下降如室温附近的纯硅(Si)，温度每增加8℃，电阻率相应地降低50%左右微量杂质含量可以显著改变半导体的导电能力以纯硅中每100万个硅原子掺进一个Ⅴ族杂质（比如磷）为

2、例，这时硅的纯度仍高达99.9999%，但电阻率在室温下却由大约214,000Ωcm降至0.2Ωcm以下二、半导体的主要特征:适当波长的光照可以改变半导体的导电能力如在绝缘衬底上制备的硫化镉(CdS)薄膜，无光照时的暗电阻为几十MΩ，当受光照后电阻值可以下降为几十KΩ此外，半导体的导电能力还随电场、磁场等的作用而改变半导体器件物理研究什么？研究半导体器件中电子或空穴的运动规律，如何通过“能带裁剪工程”(构造特定形状的势垒结构)来控制载流子(电子、空穴)的运动，使其载流子的运动行为满足特定的要求。以及在在不同器件结构下，研究其不同方面的电性能和

3、光性能。为什么要学习该课程？身为一个电科专业的学生，你可能会自问:为什么要学习这门课程？？？？？？？？理由很简单2020年世界最大的30个市场领域：其中与微电子相关的21个市场：5万亿美元。半导体工业的核心是什么？核心是：集成电路【IntegratedCircuit：IC】通过一系列特定的平面制造工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照一定的电路互连关系，“集成”在一块半导体单晶片上，并封装在一个保护外壳内，能执行特定的功能复杂电子系统。封装好的集成电路集成电路的发展方向小型化价格急剧下降功耗降低故障率降低100m头发丝

4、粗细50m30m1m1m(晶体管的大小)90年代生产的集成电路中晶体管大小与人类头发丝粗细、皮肤细胞大小的比较集成电路1~2元电子产品10元国民经济产值100元集成电路的战略地位首先表现在当代国民经济的“食物链”关系每l～2元的集成电路产值可带动10元左右的电子工业产值，进而能大体带动100元的GDP增长。中国IT企业与Intel公司利润的比较第一只晶体管什么时候发明的?A.1945B.1947C.1951D.1958哪家公司发明的？A.IBMB.BellLabC.TID.Motorola电子器件发展简史电子器件发展简史1904年：

5、真空二极管1907年：真空三极管电子管美国贝尔实验室发明的世界上第一支锗点接触双极晶体管1947年：双极型晶体管1960年：实用的MOS场效应管固体器件1950年发明了结型双极型晶体管，并于1956年获得诺贝尔物理奖。1956年出现了扩散工艺，1959年开发出了硅平面工艺，为以后集成电路的大发展奠定了技术基础。1959年美国的仙童公司（Fairchilds）开发出了第一块用硅平面工艺制造的集成电路，并于2000年获得诺贝尔物理奖。集成电路的分类Ø器件结构类型Ø集成电路规模Ø使用的基片材料Ø电路形式Ø应用领域按器件结构类型分类按集成电路规模分类

6、集成度：集成电路芯片中包含的逻辑门（元器件）数目ü小规模集成电路(SmallScaleIC，SSI)ü中规模集成电路(MediumScaleIC，MSI)ü大规模集成电路(LargeScaleIC，LSI)ü超大规模集成电路(VeryLargeScaleIC，VLSI)ü甚（特）大规模集成电路(UltraLargeScaleIC，ULSI)ü巨大规模集成电路(GiganticScaleIC，GSI）按结构形式的分类单片集成电路：–它是指电路中所有的元器件都制作在同一块半导体基片上的集成电路。–在半导体集成电路中最常用的半导体材料是硅，除此之外

7、还有GaAs等。混合集成电路：–厚膜集成电路–薄膜集成电路如LCD液晶显示屏按电路功能分类数字集成电路(DigitalIC)：它是指处理数字信号的集成电路，即采用二进制方式进行数字计算和逻辑函数运算的一类集成电路。模拟集成电路(AnalogIC)：它是指处理模拟信号(连续变化的信号)的集成电路。–线性集成电路：又叫做放大集成电路，如运算放大器、电压比较器、跟随器等。–非线性集成电路：如振荡器、定时器等电路。数模混合集成电路(Digital-AnalogIC)：例如数模(D/A)转换器和模数(A/D)转换器等。主要半导体器件列表公元半导体器件作

8、者/发明者1874金属－半导体接触Braun1970发光二极管（LED）Round1947双极型晶体管（BJT）Bardeen、Brattain及Shochley1