半导体扩散后形成什么意思
❶ 在半导体PN结中,因扩散运动形成内建电场,这个电场方向是从N到P,
1.在P型半导抄体中有许多带袭正电荷的空穴和带负电荷的电离杂质.在电场的作用下,空穴是可以移动的,而电离杂质(离子)是固定不动的,这就是内建电场的形成原理.
2.N 型半导体中有许多可动的负电子和固定的正离子.当P型和N型半导体接触时,在界面附近空穴从P型半导体向N型半导体扩散,电子从N型半导体向P型半导体扩散.空穴和电子相遇而复合,载流子消失.
因此在界面附近的结区中有一段距离缺少载流子,却有分布在空间的带电的固定离子,称为空间电荷区.
P 型半导体一边的空间电荷是负离子,N 型半导体一边的空间电荷是正离子.正负离子在界面附近产生电场,这就是P-N结的两边产生内建电场.
这电场阻止载流子进一步扩散,达到平衡.
希望能对您有所帮助.
❷ PN结形成是扩散电流的形成原因
原因:由于外加电压的电场方向和PN结内电场方向相反。在外电场的作用下,内电场将会被削弱,使得阻挡层变窄,扩散运动因此增强。这样多数载流子将在外电场力的驱动下源源不断地通过PN结,形成较大的扩散电流,称为正向电流。
由于P型区和N型区两边的载流子性质及浓度均不相同,P型区的空穴浓度大,而N型区的电子浓度大,于是在交界面处产生了扩散运动。
P型区的空穴向N型区扩散,因失去空穴而带负电;而N型区的电子向P型区扩散,因失去电子而带正电,这样在P区和N区的交界处形成了一个电场(称为内电场)。
(2)半导体扩散后形成什么意思扩展阅读:
PN结的相关应用:
根据PN结的材料、掺杂分布、几何结构和偏置条件的不同,利用其基本特性可以制造多种功能的晶体二极管。
如利用PN结单向导电性可以制作整流二极管、检波二极管和开关二极管,利用击穿特性制作稳压二极管和雪崩二极管;利用高掺杂PN结隧道效应制作隧道二极管;利用结电容随外电压变化效应制作变容二极管。
使半导体的光电效应与PN结相结合还可以制作多种光电器件。如利用前向偏置异质结的载流子注入与复合可以制造半导体激光二极管与半导体发光二极管;利用光辐射对PN结反向电流的调制作用可以制成光电探测器;利用光生伏特效应可制成太阳电池。
此外,利用两个PN结之间的相互作用可以产生放大,振荡等多种电子功能。PN结是构成双极型晶体管和场效应晶体管的核心,是现代电子技术的基础。在二级管中广泛应用。
❸ 扩散区 什么叫半导体的扩散区 还有有源区是什么意思
黑龙江新大族激光设备有限公司地处冰城哈尔滨,是由中国激光行业几位知版名专家,共同权投资组建的一家科技先导型激光应用设备制造商。主要研发制造销售激光打标机,激光喷码机,激光切割机,激光焊接机,气动打标机,电动打标机,划刻打标机,电化打标机,标牌打印机,油墨印刷产品等自动标记产品和工业激光应用设备。广泛应用于军工、机床及附件、五金工具、汽车及摩托车配件、仪器仪表、石油化工设备、金属制品、电力设备、医疗设备、手机通讯、建筑建材、金银首饰、工艺礼品......
❹ 半导体指的是什么意思
顾名思义:导电性能介于导体(conctor)与绝缘体(insulator)之间的材料,叫做半导体(semiconctor).
物质存在的形式多种多样,固体、液体、气体、等离子体等等。我们通常把导电性和导电导热性差或不好的材料,如金刚石、人工晶体、琥珀、陶瓷等等,称为绝缘体。而把导电、导热都比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。与导体和绝缘体相比,半导体材料的发现是最晚的,直到20世纪30年代,当材料的提纯技术改进以后,半导体的存在才真正被学术界认可。
半导体的分类,按照其制造技术可以分为:分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等大类,一般来说这些还会被分成小类。此外还有以应用领域、设计方法等进行分类,最近虽然不常用,单还是按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其规模进行分类的方法。此外,还有按照其所处理的信号,可以分成模拟、数字、模拟数字混成及功能进行分类的方法。
[编辑本段]半导体定义
电阻率介于金属和绝缘体之间并有负的电阻温度系数的物质。
半导体室温时电阻率约在10E-5~10E7欧·米之间,温度升高时电阻率指数则减小。
半导体材料很多,按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。
锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括Ⅲ-Ⅴ 族化合物(砷化镓、磷化镓等)、Ⅱ-Ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体(镓铝砷、镓砷磷等)。除上述晶态半导体外,还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。
半导体(东北方言):意指半导体收音机,因收音机中的晶体管由半导体材料制成而得名。
本征半导体
不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。在极低温度下,半导体的价带是满带(见能带理论),受到热激发后,价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带,价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位,称为空穴。导带中的电子和价带中的空穴合称电子 - 空穴对,均能自由移动,即载流子,它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流,分别称为电子导电和空穴导电。这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。导带中的电子会落入空穴,电子-空穴对消失,称为复合。复合时释放出的能量变成电磁辐射(发光)或晶格的热振动能量(发热)。在一定温度下,电子 - 空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡,此时半导体具有一定的载流子密度,从而具有一定的电阻率。温度升高时,将产生更多的电子 - 空穴对,载流子密度增加,电阻率减小。无晶格缺陷的纯净半导体的电阻率较大,实际应用不多。
[编辑本段]半导体特点
半导体三大特性∶搀杂性、热敏性和光敏性。
★在形成晶体结构的半导体中,人为地掺入特定的杂质元素,导电性能具有可控性。
★在光照和热辐射条件下,其导电性有明显的变化。
晶格:晶体中的原子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)不但各自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。
自由电子的形成:在常温下,少数的价电子由于热运动获得足够的能量,挣脱共价键的束缚变成为自由电子。
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次填补空穴(即空穴也产生定向移动),形成空穴电流。
本征半导体的电流:电子电流+空穴电流。自由电子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。
本征半导体电的特点:本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中如果与空穴相遇就会填补空穴,使两者同时消失,这种现象称为复合。
动态平衡:在一定的温度下,本征激发所产生的自由电子与空穴对,与复合的自由电子与空穴对数目相等,达到动态平衡。
载流子的浓度与温度的关系:温度一定,本征半导体中载流子的浓度是一定的,并且自由电子与空穴的浓度相等。当温度升高时,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有关。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,可得到杂质半导体。
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,就形成了N型半导体。
多数载流子:N型半导体中,自由电子的浓度大于空穴的浓度,称为多数载流子,简称多子。
少数载流子:N型半导体中,空穴为少数载流子,简称少子。
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:它是靠自由电子导电,掺入的杂质越多,多子(自由电子)的浓度就越高,导电性能也就越强。
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,形成P型半导体。
多子:P型半导体中,多子为电子。
少子:P型半导体中,少子为空穴。
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: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。
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,在它们的交界面就形成PN结。
PN结的特点:具有单向导电性。
扩散运动:物质总是从浓度高的地方向浓度低的地方运动,这种由于浓度差而产生的运动称为扩散运动。
空间电荷区:扩散到P区的自由电子与空穴复合,而扩散到N区的空穴与自由电子复合,所以在交界面附近多子的浓度下降,P区出现负离子区,N区出现正离子区,它们是不能移动,称为空间电荷区。
电场形成:空间电荷区形成内电场。
空间电荷加宽,内电场增强,其方向由N区指向P区,阻止扩散运动的进行。
漂移运动:在电场力作用下,载流子的运动称漂移运动。
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,参与扩散运动的多子数目等于参与漂移运动的少子数目,从而达到动态平衡,形成PN结。
❺ 半导体物理中的 顺流扩散 和 逆流扩散 是什么意思
原子、来分子、载流子自等的扩散,本来就是从高浓度处往低浓度处进行的,没有正向、逆向之分。
但是如果存在外加电场时,载流子将要沿着电场方向漂移,这时扩散就可区分为顺流和逆流。
在工艺中,对于存在气流的情况,原子或者分子的扩散也可区分为顺流和逆流。
❻ 半导体扩散工艺是什么
半导体扩散工艺。扩散技术目的在于控制半导体中特定区域内杂质的类型、浓度、深度和PN结。在集成电路发
展初期是半导体器件生产的主要技术之一。但随着离子注入的出现,扩散工艺在制备浅结、低浓度掺杂和控制精度等方面的巨大劣势日益突出,在制造技术中的使用已大大降低。
3.1 扩散机构
3.1.1 替位式扩散机构
这种杂质原子或离子大小与Si原子大小差别不大,它沿着硅晶体内晶格空位跳跃前进扩散,杂质原子扩散时占据晶格格点的正常位置,不改变原来硅材料的晶体结构。硼、磷、砷等是此种方式。
3.1.2 填隙式扩散机构
这种杂质原子大小与Si原子大小差别较大,杂质原子进入硅晶体后,不占据晶格格点的正常位置,而是从一个硅原子间隙到另一个硅原子间隙逐次跳跃前进。镍、铁等重金属元素等是此种方式。由于CMOS是由PMOS和NMOS组成,因此需要在一种衬底上制造出另一种型号的衬底,才可以在一种型号的硅片上同时制造出N管、P管,在选择注入后的推阱工艺就可以在硅片上制出P阱、N阱;由于推阱一般需要有一定的结深,而杂质在高温下的扩散速率较大,因此推阱工艺往往需要在较高的温度(1150C)下进行,以缩短工艺时间,提高硅片的产出率。 阱电阻:用来监控推阱后N(或P)阱电阻的大小,阱电阻的大小会对制作在N(或P)阱里的晶体管的栅开启电压及击穿电压造成直接影响;但电阻控制片的制作由于有一定的制作流程,因此电阻有时会受制备工艺的影响。
❼ 半导体中扩散电流是否产生焦耳热
理解焦耳热的产生机理
焦耳热产生是电子在运动过程中与原子晶格的碰撞产生的
电子越多(电流越大),单位时间碰撞次数越多(电阻越大),产生的焦耳热就越大
所以有电流总会产焦耳热的,除非磁悬浮那样
❽ 半导体的双面扩散是什么样的
本人是学微电子的,可是知识浅薄,没听说过双面扩散这个词~~汗!
制作半导内体时?那就是容掺杂了,我只知道有恒定表面源扩散和有限表面源扩散~~~
哥,顾名思义不行吧?生长氧化层也不是扩散啊?如果真的是两面都扩散杂质,其目的是什么呢?如果两面都有器件,那如何互联?总不能像pcb板一样,中间钻孔吧?
楼主的意思是不是在背面掺金啊?
❾ 半导体载流子扩散求助
半导体内的载流子有三种运动:载流子的扩散运动,载流子的热运动和载流子的漂移运动。
(1)热运动
在没有任何电场作用时,一定温度下半导体中的自由电子和空穴因热激发所产生的运动是杂乱无障的,好像空气中气体的分子热运动一样。由于是无规则的随机运动,合成后载流子不产生定向位移,从而也不会形成电流。
(2)漂移运动
在半导体的两端外加一电场E,载流子将会在电场力的作用下产生定向运动。电子载流子逆电场方向运动,而空穴载流子顺着电场方向运动。从而形成了电子电流和空穴电流,它们的电流方向相同。所以,载流子在电场力作用下的定向运动称为漂移运动,而漂移运动产生的电流称漂移电流。
(3)扩散运动
在半导体中,载流子会因浓度梯度产生扩散。如在一块半导体中,一边是N型半导体,另一边是P型半导体,则N型半导体一边的电子浓度高,而P型半导体一边的电子浓度低。反之,空穴载流子是P型半导体一边高,而N型半导体一边低。由于存在载流子浓度梯度而产生的载流子运动称为扩散运动。
滴入水中的墨水会快速地向四周扩散,打开品瓶盖,气味会很快充满整个房间等现象,是现实生活中扩散运动的典型例子,是自然界中的一种普遍规律。
由于电子载流子和空穴载流子分别带负电和正电,扩散运动导致正负电荷搬迁,从而形成电流,这种由扩散运动形成的电流称扩散电流。