Các nguyên tắc của kỹ thuật bán dẫn

Semiconductor Wafer Semiconductors đóng một vai trò cần thiết trong toàn bộ các lĩnh vực thứ điện tử hiện đại, và họ cho phép sản xuất của hầu hết mọi đồ vật từ máy thu thanh cho máy tính và vi xử lý. một trong các ứng dụng quan trọng nhất đối mang vật liệu bán dẫn liên quan đến việc tiêu dùng của họ trong việc tạo ra những bóng bán dẫn, ấy là những vật dụng điện tử trạng thái rắn hình thành cơ sở cho một phạm vi rộng lớn của các hệ thống điện tử và đồ vật, đặc thù là những mạch tích hợp. mọi những linh kiện bán dẫn và transistor được cấu tạo từ silicon, mà là rất hữu ích cho cấu trúc electron riêng biệt của nó và là 1 trong những khía cạnh phong phú nhất. Bằng phương pháp thay đổi sự xếp đặt electron trong silicon hoặc những yếu tố tương tự thông qua sự giới thiệu của các hạt khác, nó với thể điều chỉnh những mức độ dẫn điện và điện trở suất của 1 vật liệu được hình thành từ những yếu tố này để tạo ra 1 chất bán dẫn.

Như tên gọi của nó cho thấy, 1 chất bán dẫn với điện trở suất mức trên một phạm vi giữa những người của 1 dây dẫn và chất phương pháp điện. Trong lúc dây dẫn tốt, chẳng hạn như kim mẫu, xếp hạng sở hữu điện trở suất ở tầm tốt của 10 -6 ohms mỗi cm và cách điện rẻ sở hữu điện trở trong phạm vi cao hơn nhiều 10 12 ohms mỗi centimet, ( mang thể người mua 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 mang các chất bán dẫn, điện trở suất là thường phụ thuộc vào sự mang mặt của những hạt khác gọi là tạp chất được sử dụng để thay thế 1 phương pháp tìm lọc các nguyên tử trong vật liệu bán dẫn cơ bản để làm thay đổi tính chất điện của nó.

Semiconductors nội tại

1 chất bán dẫn nội tại đang trong tình trạng "sạch" mà ko sở hữu bất kỳ tạp chất thêm. Vật chất của nó với đựng năng lượng nhiệt sở hữu thể nới lỏng liên kết hóa trị và những electron tự do vận động qua 1 khối cứng cáp, khiến tăng độ dẫn điện. các liên kết hóa trị còn lại đã bị mất electron của họ có chỗ trống, hoặc lỗ, ảnh hưởng đến tính chất điện của chất bán dẫn. Electron trong liên kết hóa trị có thể đi lại dễ dàng sang một vị trí tuyển dụng lân cận, tạo ra một lỗ hổng trong các liên kết hóa trị ban đầu và khởi động tiến trình vị trí tuyển dụng. Theo phương pháp này, các lỗ có thể nhắc buộc phải đi qua 1 vật liệu bán dẫn, thêm vào dẫn bởi hiện các đặc điểm của một điện tích dương bằng độ lớn điện tích electron. Electron và lỗ Unbound là hai chuyển động các hạt có điện điện chủ yếu trong 1 chất bán dẫn, và đều nổi tiếng vì được tạo ra và tái kết hợp với số lượng bằng nhau, cũng như sở hữu các quần thích hợp.

Bên bên cạnh và N-Type Semiconductors

ko giống như các mẫu nội tại, bên ko kể, hoặc pha tạp, chất bán dẫn đã thêm các hạt được đặc trưng được sử dụng để thay đổi các 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 có bốn nguyên tử gần nhất. ví như nguyên tử silicon được thay thế bằng 1 khía cạnh dopant rằng có năm electron hóa trị, như phốt pho, bốn trong số họ sẽ được ngoại quan trong lúc trang bị năm sẽ vẫn được miễn phí. các tạp chất sở hữu hơn bốn electron hóa trị được gọi là các nhà tài trợ vì chúng chế tạo 1 loại của các electron tự do vận động trong chất bán dẫn. các electron thêm mẫu bỏ các trạng thái cân bằng giữa các lỗ và những electron, và khi các electron đông hơn những lỗ vật liệu trở nên 1 N-loại chất bán dẫn. Trong N-loại, những electron là hãng to trong lúc lỗ là tàu sân thiểu số, với nghĩa là nồng độ của electron là bình thường buộc phải cao hơn so có lỗ. HyperPhysics phân phối thêm thông tin về các tạp chất được sử dụng trong kỹ thuật bán dẫn.

P-Type Semiconductors

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

PN mối nối

một tính năng quan trọng của chất bán dẫn là thông qua doping tìm lọc những bang khác nhau của độ dẫn điện sở hữu thể được cung ứng ở những vùng khác nhau của 1 chất bán dẫn duy nhất. Ví dụ, một chất bán dẫn silicon tinh thể mang thể với dopants nhà tài trợ tạo ra 1 trạng thái N-type trên 1 mặt của vật liệu và chất nhận dopants tạo ra 1 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 có thể gây ra các hạt mang điện chảy qua ngã tư, cho phép phần N-type để đạt được một điện tích dương so với mặt P-type. Kết quả mức phí trong một hàng rào điện tiềm năng, hoặc đồi, ở ngã ba PN. khi với 1 trạng thái cân bằng, cái chảy của lỗ tàu sân bay lớn từ phía P-type giảm cho đến lúc nó là tương đương mang những lỗ tàu sân thiểu số từ phía N-type. Tương tự như vậy, cái chảy của hầu hết 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.