Những nguyên tắc của kỹ thuật bán dẫn

Semiconductor Wafer Semiconductors đóng 1 vai trò cần thiết trong hầu hết những lĩnh vực trang bị điện tử tiên tiến, và họ cho phép phân phối của đa số tất cả trang bị từ máy thu thanh cho máy tính và vi xử lý. một trong những ứng dụng quan trọng nhất đối với vật liệu bán dẫn liên quan tới việc dùng của họ trong việc tạo ra những bóng bán dẫn, đó là các thiết bị điện tử trạng thái rắn hình thành cơ sở cho 1 phạm vi rộng to của các hệ thống điện tử và đồ vật, đặc biệt là những mạch tích hợp. tất cả các linh kiện bán dẫn và transistor được cấu tạo từ silicon, mà là vô cùng hữu ích cho cấu trúc electron riêng biệt của nó và là một trong những yếu tố phong phú nhất. Bằng bí quyết thay đổi sự sắp xếp electron trong silicon hoặc các khía cạnh tương tự thông qua sự giới thiệu của những hạt khác, nó có thể điều chỉnh các mức độ dẫn điện và điện trở suất của 1 vật liệu được hình thành từ các yếu tố này để tạo ra 1 chất bán dẫn.

Như tên gọi của nó cho thấy, một chất bán dẫn sở hữu điện trở suất mức trên một phạm vi giữa các người của 1 dây dẫn và chất cách điện. Trong lúc dây dẫn tốt, chẳng hạn như kim loại, xếp hạng sở hữu điện trở suất ở tầm tốt của 10 -6 ohms mỗi cm và cách điện thấp có điện trở trong phạm vi cao hơn phổ biến 10 12 ohms mỗi centimet, ( có thể khách hàng buộc phải tham khảo về sản phẩm của chúng tôi: tháp giải nhiệt) chất bán dẫn điện trở thường rơi vào giữa 10 -4 và 10 4 ohms mỗi cm. Đối với những chất bán dẫn, điện trở suất là thường phụ thuộc vào sự với mặt của những hạt khác gọi là tạp chất được sử dụng để thay thế một cách tìm lọc các nguyên tử trong vật liệu bán dẫn cơ bản để làm cho thay đổi tính chất điện của nó.

Semiconductors nội tại

1 chất bán dẫn nội tại đang trong tình trạng "sạch" mà không có bất kỳ tạp chất thêm. Vật chất của nó với chứa năng lượng nhiệt có thể nới lỏng liên kết hóa trị và các electron tự do di chuyển qua 1 khối vững chắc, làm cho nâng cao độ dẫn điện. những liên kết hóa trị còn lại đã bị mất electron của họ mang chỗ trống, hoặc lỗ, ảnh hưởng đến tính chất điện của chất bán dẫn. Electron trong liên kết hóa trị với thể vận động dễ dàng sang một vị trí tuyển dụng lân cận, tạo ra 1 lỗ hổng trong những liên kết hóa trị ban đầu và khởi động tiến trình vị trí tuyển dụng. Theo bí quyết này, những lỗ mang thể nói cần đi qua một vật liệu bán dẫn, thêm vào dẫn bởi hiện những đặc điểm của 1 điện tích dương bằng độ to điện tích electron. Electron và lỗ Unbound là hai vận động những hạt có điện điện chủ yếu trong một chất bán dẫn, và đều nức danh vì được tạo ra và tái kết hợp với số lượng bằng nhau, cũng như sở hữu các quần yêu thích.

Bên ko kể và N-Type Semiconductors

ko giống như những dòng nội tại, bên bên cạnh, hoặc pha tạp, chất bán dẫn đã thêm những hạt được đặc biệt được tiêu dùng để thay đổi những thuộc tính dẫn điện của vật liệu. Trong silic, vật liệu bán dẫn đa dạng nhất, mỗi cổ phiếu nguyên tử bốn electron hóa trị thông qua những liên kết hóa trị mang bốn nguyên tử sắp nhất. nếu nguyên tử silicon được thay thế bằng một chi tiết dopant rằng sở hữu năm electron hóa trị, như phốt pho, bốn trong số họ sẽ được ngoại quan trong khi đồ vật năm sẽ vẫn được miễn phí. những tạp chất với hơn bốn electron hóa trị được gọi là những nhà tài trợ vì chúng phân phối một loại của những electron tự do di chuyển trong chất bán dẫn. những electron thêm cái bỏ các trạng thái cân bằng giữa những lỗ và những electron, và khi các electron đông hơn các lỗ vật liệu trở nên một N-loại chất bán dẫn. Trong N-loại, các electron là hãng lớn trong lúc lỗ là tàu sân thiểu số, mang nghĩa là nồng độ của electron là bình thường nên cao hơn so sở hữu lỗ. HyperPhysics cung ứng thêm thông tin về những tạp chất được tiêu dùng trong kỹ thuật bán dẫn.

P-Type Semiconductors

A P-loại chất bán dẫn là một cái bán dẫn bên bên cạnh mà còn phụ thuộc vào tạp chất để thay đổi thành phần của nó và tiêu dùng những nguyên tắc tương tự như N-loại để đạt được 1 hiệu ứng ngược. khi một nguyên tử dopant với ít hơn bốn electron hóa trị, chẳng hạn như 1 ba nguyên tử hóa trị boron, được thay thế cho 1 hạt silicon, ba trong bốn liên kết hóa trị được lấp đầy, trong khi trái phiếu vật dụng tư vẫn còn trống. 1 electron từ một nguyên tử lân cận mang thể dễ dàng tham gia những trái phiếu trống, tạo chỗ trống trong nguyên tử trước đây của nó. những mẫu tạp chất được biết là chất nhận do năng lực của họ để tiếp nhận electron và tạo lỗ. Sự gia nâng cao trong các lỗ sẽ phá vỡ sự cân bằng, dẫn đến lỗ rộng rãi hơn những điện tử và chế tạo 1 chất bán dẫn cái P-. P-loại sở hữu lỗ dùng cho khi những hãng to, trong khi các electron đang có thiểu số. Theo dự kiến, nồng độ của các lỗ thường lớn hơn của electron.

PN mối nối

1 tính năng quan trọng của chất bán dẫn là thông qua doping chọn lọc những bang khác nhau của độ dẫn điện mang thể được sản xuất ở những vùng khác nhau của một chất bán dẫn duy nhất. Ví dụ, một chất bán dẫn silicon tinh thể mang thể với dopants nhà tài trợ tạo ra một trạng thái N-type trên một mặt của vật liệu và chất nhận dopants tạo ra một trạng thái P-loại trên khác. những trạng thái chuyển tiếp giữa hai bên được gọi là ngã ba PN. Sự khác biệt về nồng độ giữa electron và lỗ hãng với thể gây ra những hạt có điện chảy qua ngã tư, cho phép phần N-type để đạt được một điện tích dương so có mặt P-type. Kết quả mức phí trong 1 hàng rào điện tiềm năng, hoặc đồi, ở ngã ba PN. khi với một trạng thái cân bằng, mẫu chảy của lỗ tàu sân bay to từ phía P-type giảm cho đến khi nó là tương đương có những lỗ tàu sân thiểu số từ phía N-type. Tương tự như vậy, loại chảy của đa số và thiểu số electron hãng được giữ bằng từ cả hai bên, kết quả là 1 giá trị số không cho net hiện qua ngã tư PN.