半導體制造及潔凈室用露點計介紹

發布日期：2024-04-27      瀏覽次數：530

半導體制造及潔凈室用露點計介紹

半導體是半導體集成電路的縮寫。它是一種同時具有“導體"和“絕緣體"特性的物質，其中“導體"具有良好的導電性能，而“絕緣體"具有較差的導電性能。
另外，由半導體晶體管（控制電流的元件）和二極管等電子元件構成的電路有時被稱為IC（集成電路）。如果將導體想象成鐵等金屬，將絕緣體想象成橡膠，可能會更容易理解。




半導體結構

如上所述，半導體的特性介于導電的“導體"材料和不導電的“絕緣體"材料之間。用技術術語來說，“導體"、“絕緣體"和“半導體"之間已知的區別是“禁帶（帶隙）"能量寬度的差異。電子所占據的最高能帶（價帶）與低能帶（導帶）下端之間的能帶稱為禁帶，價帶和導帶之間電子不能存在的能帶為稱為禁帶。金屬基材料是無禁止帶的一個例子。這是因為許多金屬很容易導電，這意味著電子可以輕松移動。另一方面，陶瓷、橡膠和玻璃是具有較大的材料的例子。由于電子不能移動，電流不能流過它們，因此它們通常被稱為絕緣體。
另一方面，在半導體中，如果禁帶比金屬寬但比絕緣體小，則可以通過向電子施加能量（例如熱或電壓）來流動電流。因此，通過有意地將雜質混入半導體本身，可以改變電子和（原子）空位的流動并控制電性能。根據這種故意添加的雜質，半導體分為n型和p型。

N型半導體：在IV族元素（硅、鍺Ge等）中含有微量V族元素（磷P、砷As、銻Sb等）的本征半導體（僅由硅Si組成的半導體）元素周期表中添加了元素。當添加V族時，V族的價電子中多出一個電子可以自由移動（自由電子）。自由電子帶有負電荷，當它們移動時，它們會降低電阻，當施加能量時，它們被吸引到正極，導致電流流動并表現出半導體特性。
P型半導體：在元素周期表中第IV族元素（硅、鍺Ge等）中添加微量第III族元素（硼B、銦In等）的本征半導體。當少量的III族加入到IV族中時，就會缺少一個電子，缺少的空穴稱為空穴。如果在這種狀態下施加電壓，附近的電子將移動到該空穴。此外，電子的這種運動會在其他地方產生空穴。通過重復這個過程，電子似乎越來越向負極移動。因此，當對其施加能量時，它會被吸引到正極，從而導致電流流動并展現出其作為半導體的特性。

n型半導體和p型半導體之間的結提供了允許電流僅沿特定方向流動的能力。由于結的存在，n型半導體中的自由電子和p型半導體中的空穴相互吸引，在結面結合并消失。換言之，接合面不存在電子，狀態與絕緣體相同。電子不再存在的這一層稱為耗盡層。在這種絕緣體狀態下，如果將-極連接到n型半導體側，將+極連接到p型半導體側并施加電壓，電子將從n型流向p型。



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