《ch02 半导体材料特性》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ch02 半导体材料特性（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、半導體製造技術 第 2 章 半導體材料特性,DE LIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY,http:/www.dlit.edu.tw 2005 DLIT, All rights reserved,授課老師：王宣勝,課程大綱,描述原子，包含其價電殼、能帶理論與離子。 解釋週期表，同時說明離子鍵與共價鍵如何形成。 由電流之流動觀點說明材料之3大分類。 解釋電阻率、電阻與電容，並能詳細敘述這些參數於晶圓製造時之重要性。 敘述純矽，同時說明為何其能成為最重要半導體材料之4項原因。 解釋摻雜並且說明為何加入3價與5價摻質可使得矽成為有用之半導體材料。 討論p型矽 (受體) 與n型矽 (施
2、體)，描述加入摻質如何改變其電阻率並解釋pn接面。 討論其他的半導體材料，描述砷化鎵之優缺點。,原子結構,物質 元素 核心 質子 中子 價電殼 電子 分子 化合物,電子 電子能量 價電殼 固態能帶理論 離子,碳原子的元素模式,圖 2.1,氫原子模型的電子殼層,圖 2.2,Na和Cl的電子軌跡模型,圖 2.3,能帶,圖 2.4,能隙,能隙,NaCl,圖 2.5,週期表,常用元素的特性 離子鍵 共價鍵,元素週期表,圖 2.6,週期表的元素方格,圖 2.7,常用於晶圓製造之族群化學元素特性,Continued on next slide,表 2.1,常用於晶圓製造之族群化學元素特性(續),表 2.1
3、,具離子鍵的NaCl結構,圖 2.8,HCl的共價鍵,圖 2.9,材料之分類,導體 絕緣體 半導體,電子電流,圖 2.10,銅原子,銅 (Cu) 的自由電子流,圖 2.11,線的尺寸如何影響電阻,圖 2.12,晶圓加入雜質以增加其導電率,圖 2.13,基本電容器結構,K = 介電常數 (F/cm) A = 導電板面積 (cm2) S = 導電板間距離 (cm),圖 2.14,電池對電容器的充電,圖 2.15,電容儲存電荷,圖 2.16,低k介電材料,金屬層2 介電材料* 金屬層1,電容,*低k介電材料降低兩金屬層間的等效電容,圖 2.17,矽,純矽 為何採用矽？ 具摻雜之矽 摻質之材料 n型矽
4、 p型矽 摻雜矽之電阻率 pn接面,4A族元素半導體,圖 2.18,矽的共價鍵,圖 2.19,矽晶片上的SiO2,圖 2.20,矽的摻雜,圖 2.21,矽摻雜,圖 2.22,摻雜磷以形成n型矽,圖 2.23,自由電子流在n型矽,圖 2.24,摻雜硼以形成p型矽,圖 2.25,在p型矽的電洞流,圖 2.26,矽的電阻率與摻質濃度之關係,Redrawn from VLSI Fabrication Principles, Silicon and Gallium Arsenide, John Wiley & Sons, Inc.,圖 2.27,摻質濃度 (atoms/cm3),pn接面橫切面,圖 2.28,其他半導體材料,表 2.3,
