晶元半導體是做什麼的
① 什麼是半導體 為什麼晶元要用半導體做
我想你是要問晶元應用了半導體的什麼性質了吧,由於半導體可以進行不同版摻雜性形成pn結,使其具有權整流特性實現電路的與或非門,即邏輯表達。
對於集成電路來講,最底下的一層叫襯底(一般為P型半導體),是參與集成電路工作的。拿cmos工藝來講,N溝道mos的p型襯底都是連在一起的,都是同一個襯底。(一般的電路中的絕緣體,只是一個載體,它起到支撐和絕緣的作用。)
再形象一點,就是,集成電路是一些電子元器件加連線構成,沒有絕緣體充當絕緣和支撐。它通過加反偏和其他的技術來實現隔離(如器件二極體、三極體、場效應管)。
理解有限,希望你能滿意。
② 半導體是什麼做什麼用的
自然界的物質按導電能力可分為導體、絕緣體和半導體三類。半導體材料是指室溫下導電性介於導電材料和絕緣材料之間的一類功能材料。靠電子和空穴兩種載流子實現導電,室溫時電阻率一般在10-5~107歐·米之間。通常電阻率隨溫度升高而增大;若摻入活性雜質或用光、射線輻照,可使其電阻率有幾個數量級的變化。1906年製成了碳化硅檢波器。
1947年發明晶體管以後,半導體材料作為一個獨立的材料領域得到了很大的發展,並成為電子工業和高技術領域中不可缺少的材料。特性和參數半導體材料的導電性對某些微量雜質極敏感。純度很高的半導體材料稱為本徵半導體,常溫下其電阻率很高,是電的不良導體。在高純半導體材料中摻入適當雜質後,由於雜質原子提供導電載流子,使材料的電阻率大為降低。這種摻雜半導體常稱為雜質半導體。雜質半導體靠導帶電子導電的稱N型半導體,靠價帶空穴導電的稱P型半導體。
不同類型半導體間接觸(構成PN結)或半導體與金屬接觸時,因電子(或空穴)濃度差而產生擴散,在接觸處形成位壘,因而這類接觸具有單向導電性。利用PN結的單向導電性,可以製成具有不同功能的半導體器件,如二極體、三極體、晶閘管等。
此外,半導體材料的導電性對外界條件(如熱、光、電、磁等因素)的變化非常敏感,據此可以製造各種敏感元件,用於信息轉換。半導體材料的特性參數有禁帶寬度、電阻率、載流子遷移率、非平衡載流子壽命和位錯密度。禁帶寬度由半導體的電子態、原子組態決定,反映組成這種材料的原子中價電子從束縛狀態激發到自由狀態所需的能量。電阻率、載流子遷移率反映材料的導電能力。非平衡載流子壽命反映半導體材料在外界作用(如光或電場)下內部載流子由非平衡狀態向平衡狀態過渡的弛豫特性。位錯是晶體中最常見的一類缺陷。位錯密度用來衡量半導體單晶材料晶格完整性的程度,對於非晶態半導體材料,則沒有這一參數。半導體材料的特性參數不僅能反映半導體材料與其他非半導體材料之間的差別,更重要的是能反映各種半導體材料之間甚至同一種材料在不同情況下,其特性的量值差別。
半導體材料的種類
常用的半導體材料分為元素半導體和化合物半導體。元素半導體是由單一元素製成的半導體材料。主要有硅、鍺、硒等,以硅、鍺應用最廣。化合物半導體分為二元系、三元系、多元系和有機化合物半導體。二元系化合物半導體有Ⅲ-Ⅴ族(如砷化鎵、磷化鎵、磷化銦等)、Ⅱ-Ⅵ族(如硫化鎘、硒化鎘、碲化鋅、硫化鋅等)、Ⅳ-Ⅵ族(如硫化鉛、硒化鉛等)、Ⅳ-Ⅳ族(如碳化硅)化合物。三元系和多元系化合物半導體主要為三元和多元固溶體,如鎵鋁砷固溶體、鎵鍺砷磷固溶體等。有機化合物半導體有萘、蒽、聚丙烯腈等,還處於研究階段。
此外,還有非晶態和液態半導體材料,這類半導體與晶態半導體的最大區別是不具有嚴格周期性排列的晶體結構。制備不同的半導體器件對半導體材料有不同的形態要求,包括單晶的切片、磨片、拋光片、薄膜等。半導體材料的不同形態要求對應不同的加工工藝。常用的半導體材料制備工藝有提純、單晶的制備和薄膜外延生長。
所有的半導體材料都需要對原料進行提純,要求的純度在6個「9」以上,最高達11個「9」以上。提純的方法分兩大類,一類是不改變材料的化學組成進行提純,稱為物理提純;另一類是把元素先變成化合物進行提純,再將提純後的化合物還原成元素,稱為化學提純。物理提純的方法有真空蒸發、區域精製、拉晶提純等,使用最多的是區域精製。化學提純的主要方法有電解、絡合、萃娶精餾等,使用最多的是精餾。
由於每一種方法都有一定的局限性,因此常使用幾種提純方法相結合的工藝流程以獲得合格的材料。絕大多數半導體器件是在單晶片或以單晶片為襯底的外延片上作出的。成批量的半導體單晶都是用熔體生長法製成的。直拉法應用最廣,80%的硅單晶、大部分鍺單晶和銻化銦單晶是用此法生產的,其中硅單晶的最大直徑已達300毫米。在熔體中通入磁場的直拉法稱為磁控拉晶法,用此法已生產出高均勻性硅單晶。在坩堝熔體表面加入液體覆蓋劑稱液封直拉法,用此法拉制砷化鎵、磷化鎵、磷化銦等分解壓較大的單晶。懸浮區熔法的熔體不與容器接觸,用此法生長高純硅單晶。
水平區熔法用以生產鍺單晶。水平定向結晶法主要用於制備砷化鎵單晶,而垂直定向結晶法用於制備碲化鎘、砷化鎵。用各種方法生產的體單晶再經過晶體定向、滾磨、作參考面、切片、磨片、倒角、拋光、腐蝕、清洗、檢測、封裝等全部或部分工序以提供相應的晶片。在單晶襯底上生長單晶薄膜稱為外延。外延的方法有氣相、液相、固相、分子束外延等。
工業生產使用的主要是化學氣相外延,其次是液相外延。金屬有機化合物氣相外延和分子束外延則用於制備量子阱及超晶格等微結構。非晶、微晶、多晶薄膜多在玻璃、陶瓷、金屬等襯底上用不同類型的化學氣相沉積、磁控濺射等方法製成。
半導體和絕緣體之間的差異主要來自兩者的能帶(band)寬度不同。絕緣體的能帶比半導體寬,意即絕緣體價帶中的載子必須獲得比在半導體中更高的能量才能跳過能帶,進入傳導帶中。室溫下的半導體導電性有如絕緣體,只有極少數的載子具有足夠的能量進入傳導帶。因此,對於一個在相同電場下的純質半導體(intrinsicsemiconctor)和絕緣體會有類似的電特性,不過半導體的能帶寬度小於絕緣體也意味著半導體的導電性更容易受到控制而改變。
純質半導體的電氣特性可以藉由植入雜質的過程而永久改變,這個過程通常稱為「摻雜」(doping)。依照摻雜所使用的雜質不同,摻雜後的半導體原子周圍可能會多出一個電子或一個電洞,而讓半導體材料的導電特性變得與原本不同。如果摻雜進入半導體的雜質濃度夠高,半導體也可能會表現出如同金屬導體般的電性。在摻雜了不同極性雜質的半導體接面處會有一個內建電場(built-inelectricfield),內建電場和許多半導體元件的操作原理息息相關。
除了藉由摻雜的過程永久改變電性外,半導體亦可因為施加於其上的電場改變而動態地變化。半導體材料也因為這樣的特性,很適合用來作為電路元件,例如晶體管。晶體管屬於主動式的(有源)半導體元件(activesemiconctordevices),當主動元件和被動式的(無源)半導體元件(passivesemiconctordevices)如電阻器(resistor)或是電容器(capacitor)組合起來時,可以用來設計各式各樣的集成電路產品,例如微處理器。
當電子從傳導帶掉回價帶時,減少的能量可能會以光的形式釋放出來。這種過程是製造發光二極體(light-emittingdiode,LED)以及半導體激光(semiconctorlaser)的基礎,在商業應用上都有舉足輕重的地位。而相反地,半導體也可以吸收光子,透過光電效應而激發出在價帶的電子,產生電訊號。這即是光探測器(photodetector)的來源,在光纖通訊(fiber-opticcommunications)或是太陽能電池(solarcell)的領域是最重要的元件。
半導體有可能是單一元素組成,例如硅。也可以是兩種或是多種元素的化合物(compound),常見的化合物半導體有砷化鎵(galliumarsenide,GaAs)或是磷化鋁銦鎵(,AlGaInP)等。合金(alloy)也是半導體材料的來源之一,如鍺硅(silicongermanium,SiGe)或是砷化鎵鋁(aluminiumgalliumarsenide,AlGaAs)等。
③ 晶元 半導體 集成電路三個概念的聯系和區別
一、不同的分類
晶元:是電子技術中實現電路小型化的一種方法,通常是在半導體晶圓的表面製造。
半導體:是指在室溫下導體和絕緣體之間具有導電性的材料。半導體廣泛應用於消費電子、通信系統、醫療儀器等領域。
集成電路:是一種微電子器件或器件。利用一定的技術,將電路中所需的晶體管、電阻器、電容器、電感器等元器件和布線連接起來。
二、不同的特點
晶元:在半導體晶元表面製造電路的集成電路又稱薄膜集成電路。另一種厚膜集成電路是由獨立的半導體:半導體器件和無源器件集成在基板或電路板上的小型化電路。
集成電路:集成電路技術包括晶元製造技術和設計技術,主要體現在加工設備、加工技術、封裝測試、批量生產和設計創新能力等方面。
三、不同的功能
晶元:晶元晶體管發明並量產後,二極體、晶體管等各種固態半導體器件得到廣泛應用,取代了真空管在電路中的功能和作用。
半導體:是在室溫下導電性介於導體和絕緣體之間的材料。半導體主要用於無線電、電視和溫度測量。半導體是一種從絕緣體到導體具有可控導電性的材料。從
集成電路:具有體積小、重量輕、引線和焊點少、使用壽命長、可靠性高、性能好、成本低、便於大規模生產等優點。
④ 什麼是半導體 為什麼晶元要用半導體做
材料的電阻率界於金屬與絕緣材料之間的材料。
⑤ 什麼是半導體,什麼是晶元
什麼是晶元
晶元,又稱微電路(microcircuit)、微晶元(microchip)、集成電路(integrated circuit, IC),是指內含集成電路的矽片,體積很小,常常是計算機或其他電子設備的一部分。
晶元(chip)就是半導體元件產品的統稱,是 集成電路(IC, integrated circuit)的載體,由晶圓分割而成。
矽片是一塊很小的硅,內含集成電路,它是計算機或者其他電子設備的一部分。
二、什麼是半導體
半導體( semiconctor),指常溫下導電性能介於導體(conctor)與絕緣體(insulator)之間的材料。如二極體就是採用半導體製作的器件。半導體是指一種導電性可受控制,范圍可從絕緣體至導體之間的材料。
無論從科技或是經濟發展的角度來看,半導體的重要性都是非常巨大的。今日大部分的電子產品,如計算機、行動電話或是數字錄音機當中的核心單元都和半導體有著極為密切的關連。常見的半導體材料有硅、鍺、砷化鎵等,而硅更是各種半導體材料中,在商業應用上最具有影響力的一種。
物質存在的形式多種多樣,固體、液體、氣體、等離子體等。我們通常把導電性差的材料,如煤、人工晶體、琥珀、陶瓷等稱為絕緣體。而把導電性比較好的金屬如金、銀、銅、鐵、錫、鋁等稱為導體。可以簡單的把介於導體和絕緣體之間的材料稱為半導體。
⑥ 半導體IC晶元是什麼,有什麼用途,
IC就是集成電路的簡來稱。其用途就源廣泛了,現在所有電子產品裡面都有IC,具體作用包括從控制到演算法到介面到存儲所有的電子應用。了解集成電路就需要了解電路,了解電路就需要了解模擬和數字電路。基礎的東西了解了,用途就了解了。
⑦ 晶元,半導體和集成電路的區別
1、分類不同
晶元在電子學中是一種把電路小型化的方式,並時常製造在半導體晶圓表面上。
半導體指常溫下導電性能介於導體與絕緣體之間的材料。半導體在消費電子、通信系統、醫療儀器等領域有廣泛應用。
集成電路是一種微型電子器件或部件。採用一定的工藝,把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起。
2、特點不同
晶元將電路製造在半導體晶元表面上的集成電路又稱薄膜集成電路。另有一種厚膜集成電路是由獨立半導體設備和被動組件,集成到襯底或線路板所構成的小型化電路。
物質存在的形式多種多樣,固體、液體、氣體、等離子體等等。通常把導電性差的材料,如煤、人工晶體、琥珀、陶瓷等稱為絕緣體。
集成電路技術包括晶元製造技術與設計技術,主要體現在加工設備,加工工藝,封裝測試,批量生產及設計創新的能力上。
3、功能不同
晶元晶體管發明並大量生產之後,各式固態半導體組件如二極體、晶體管等大量使用,取代了真空管在電路中的功能與角色。
半導體是指在常溫下導電性能介於導體與絕緣體之間的材料。半導體主要運用在收音機、電視機和測溫上。半導體是指一種導電性可控,范圍從絕緣體到導體之間的材料。從
集成電路具有體積小,重量輕,引出線和焊接點少,壽命長,可靠性高,性能好等優點,同時成本低,便於大規模生產。