半导体基本知识总结

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. 第一章 半导体二极管

§1-1 半导体的基本知识

教学目的：

1、了解半导体导电性及特点。

2、初步掌握PN结的基本特性及非线性的实质。

3、熟悉二极管外形和电路符号，伏安特性和主要参数。

4、了解特殊功能的二极管及应用。

教学重点、难点：

教学重点：1）半导体导电性及特点。

2）PN结的基本特性及非线性的实质

3）二极管外形和电路符号，伏安特性和主要参数。

教学难点：二极管外形和电路符号，伏安特性和主要参数

一、半导体的基本概念

人们按照物质导电性能，通常将各种材料分为导体、绝缘体和半导体三大类。导电性能良好的物质称为导体，例如金、银、铜、铝等金属材料。另一类是几乎不导电的物质称为绝缘体，例如瓷、橡胶、塑料等材料。再一类是导电性能介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体，例如硅(Si)、锗(Ge)、砷化镓等都是半导体。

纯净半导体也叫本征半导体，这种半导体只含有一种原子，且原子按一定规律整齐排列。如常用半导体材料硅（Si）和锗（Ge）。在常温下，其导电能力很弱；在环境温度升高或有光照时，其导电能力随之增强。

常常在本征半导体中掺入杂质，其目的不单纯是为了提高半导体的导电能力，而是想通过控制杂质掺入量的多少，来控制半导体的导电能力的强弱。

在硅本征半导体中，掺入微量的五价元素(磷或砷)，就形成N型半导体。

在硅本征半导体中，掺入微量的三价元素(铟或硼)，就形成P型半导体。

二、PN结及单向导电性

1、当把一块P型半导体和一块N型半导体用特殊工艺紧 .

. 密结合时，在二者的交界面上会形成一个具有特殊现象的薄层，这个薄层被称为PN结。

半导体的基本知识

这节我们主要了解半导体的导电特性。理解PN结及其单向导电性。熟

悉半导体二极管的伏安特性及主要参数。熟悉稳压管工作原理、伏安特性及

主要参数。深刻理解晶体管的电流放大原理，熟悉输入和输出特性及主要参

数。了解场效应管的工作原理、转移特性、输出特性及主要参数。

 1、半导体要求达到识记层次。

 2、PN结，要求达到领会层次。

 3、二极管，要求达到领会层次。

 4、稳压管，要求达到领会层次。

 5、晶体管，要求达到领会层次。

 6、场效应管，要求达到领会层次。

 重点：二极管、稳压管和晶体三极管。

 难点：场效应管

 1. 本征半导体

1 Active Area 主动区（工作区） 主动晶体管（ACTIVE TRANSISTOR）被制造的区域即所谓的主动区（ACTIVE AREA）。在标准之MOS制造过程中ACTIVE AREA是由一层氮化硅光罩即等接氮化硅蚀刻之后的局部场区氧化所形成的，而由于利用到局部场氧化之步骤，所以ACTIVE AREA会受到鸟嘴（BIRD’S BEAK）之影响而比原先之氮化硅光罩所定义的区域来的小，以长0.6UM之场区氧化而言，大概会有0.5UM之BIRD’S BEAK存在，也就是说ACTIVE AREA比原在之氮化硅光罩所定义的区域小0.5UM。

2 ACTONE 丙酮 1. 丙酮是有机溶剂的一种，分子式为CH3COCH3。2. 性质为无色，具刺激性及薄荷臭味之液体。3. 在FAB内之用途，主要在于黄光室内正光阻之清洗、擦拭。4. 对神经中枢具中度麻醉性，对皮肤黏膜具轻微毒性，长期接触会引起皮肤炎，吸入过量之丙酮蒸汽会刺激鼻、眼结膜及咽喉黏膜，甚至引起头痛、恶心、呕吐、目眩、意识不明等。5. 允许浓度1000PPM。

3 ADI 显影后检查 1.定义：After Developing Inspection 之缩写2.目的：检查黄光室制程；光阻覆盖→对准→曝光→显影。发现缺点后，如覆盖不良、显影不良„等即予修改，以维护产品良率、品质。3.方法：利用目检、显微镜为之。

4 AEI 蚀刻后检查 1. 定义：AEI即After Etching Inspection，在蚀刻制程光阻去除前及光阻去除后，分别对产品实施全检或抽样检查。2.目的：2-1提高产品良率，避免不良品外流。2-2达到品质的一致性和制程之重复性。2-3显示制程能力之指针2-4阻止异常扩大，节省成本3.通常AEI检查出来之不良品，非必要时很少作修改，因为重去氧化层或重长氧化层可能造成组件特性改变可靠性变差、缺点密度增加，生产成本增高，以及良率降低之缺点。

半导体物理基本知识

一、导体、半导体和绝缘体

物质就其导电性来说，可以分为绝缘体、半导体、和导体。电阻率大于109欧姆·厘米的物体称为绝缘体，小于10-4欧姆·厘米的物体为导体，电阻率介于10-4～109欧姆·厘米的物体为半导体。

二、半导体材料的种类

半导体材料种类繁多，从单质到化合物，从无机物到有机物，从单晶体到非晶体，都可以作为半导体材料。半导体材料大致可以分为以下几类：

1、元素半导体

元素半导体又称为单质半导体。在元素周期表中介于金属与非金属之间的Si、Ge、Se、Te、B、C、P等元素都有半导体的性质。

在单质元素半导体中具有实用价值的只有硅、锗、硒。而硅和锗是最重要的两种半导体材料。尤其半导体硅材料已被广泛地用来制造各种器件、数字和线性集成电路以及大规模集成电路等。硒作为半导体材料主要用做整流器，但由于硅、锗制造的整流器比硒整流器性能良好，所以硒逐渐被硅、锗取代。

2、化合物半导体

化合物半导体是AⅢBⅤ型化合物，由元素中期表中ⅢA族的Al、Ga、和ⅤA族的P、As、Sb等合成的化合物成为AⅢBⅤ型化合物。如AlP、GaAs、GaSb、InAs、InSb。在这一类化合物半导体中用最广泛的是GaAs，它可以用来制作GaAs晶体管、场效应管、雪崩管、超高速电路及微波器件等。

3、氧化物半导体

许多金属的氧化物具有半导体性质，如Cu2O、CuO、ZnO、MgO、Al2O3等等。

4、固溶体半导体

元素半导体和无机化合物半导体相互溶解而成的半导体材料成为固溶体半导体。如：Ge-Si、GaAs-GaP，而GaAs-GaP是发光二极管的材料。

5、玻璃半导体

玻璃半导体是指具有半导体性质的一类玻璃。如氧化物玻璃半导体和元素玻璃半导体，氧化物玻璃半导体是由V2O5、P2O5、Bi2O3、FeO、CaO、PbO等中的某几种按一定配比熔融后淬冷而成。元素玻璃半导体是由S、Se、Te、As、Sb、Ge、Si、P等元素中的某几种，一定配比熔融后淬冷而成。