半导体制造技术.ppt

58 140.12 59 140.91 60 144.24 61 147 62 150.35 63 151.96 64 157.25 65 158.92 66 162.50 67 164.93 68 167.26 69 168.93 70 173.04 71 174.97
重疊之能帶 僅需一小 能量便可傳導
導電帶
能 隙
價電帶
導體
半導體
圖 2.4
-
--
NaCl
當一個原子失去一個電子成為 正離子
當一個原子得到一個電子成 為負離子
-
-
-
-
Na 11
-
--
-
-
Na+
--
-
-
-
Cl 17 --
--
--
-
Cl
圖 2.5
週期表
➢常用元素的特性 ➢離子鍵 ➢共價鍵
IA
1 1.008
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron
Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton
Transition Metals
Boron Carbon Nitrogen Oxygen Florine Neon 13 26.981 14 28.086 15 30.974 16 32.064 17 35.453 18 39.948
Na Mg
Sodium
IIIB
Magnesium
IVB
VB
VIB VIIB
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te
I
Xe
Rubidium Strontium
Yttrium
Zirconium Niobium
Molybdenum
TechnitiumRuthenium
Rhodium
Palladium
Silver Cadmium Indium
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Cesium Barium Lanthanum Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon
• 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
質子
(正電荷)
-
電子
原子數 (質子數)
(負電荷) 軌道殼
C6
核心 (原子中心；包含 質子和中子)
中子
+ +N NN+N+NN++ -
價電子
(中性)
-
價電殼
(原子外殼)
碳原子：原子核包含相同數
目的質子 (+) 和中子，6個電 子 () 繞原子核外圍軌道運
Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon
55 132.90 561137.34 57 138.91 72 178.49 73 180.95 74 183.85 75 186.2 76 190.2 77 192.2 78 195.09 79196.96780 200.59 81 204.37 82 207.19 83 208.98 84 210 85 210 86 222
37 85.47 38 87.62 39 88.905 40 91.22 41 92.906 42 95.94 43 99 44 101.07 45 102.91 46 106.4 47 107.8748 112.40 49 114.82 50 118.69 51 121.75 52 127.60 53126.90454 131.30
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
DE LIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
半導體製造技術
第2 章
半導體材料特性
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
87 223 88 226 89 227 104
Fr Ra Ac Rf
Francium Radium Actinium
105
106
107
108
109
110
Ha Sg Uns Uno Une Uun
Nonmetals
Metalloids (semimetals)
Lanthanides Actinides
VIIIB
Al Si
P
S Cl Ar
IB
IIB
Aluminum Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon
19 39.102 20 40.08 21 44.956 22 47.90 23 50.942 24 51.996 25 54.938 26 55.847 27 58.933 28 58.71 29 63.5430 65.37 31 69.72 32 72.59 33 74.922 34 78.96 35 79.909 36 83.80
轉。
圖 2.1
氫原子模型的電子殼層
Q=2 P = 10 O = 32 N = 32 M = 18 L=8 K=2
圖 2.2
Na和Cl的電子軌跡模型
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Na 11
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-
鈉原子
-
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Cl 17
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Fra Baidu bibliotek
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氯原子
圖 2.3
能帶
電子能量
導電帶 能 隙
價電帶
絕緣體
電子能量
電子能量
導電帶 價電帶
H Hydrogen IIA
元素週期表
IIIA IVA VA
VIIIA
VIA
VIIA
2 4.0026
He
Helium
3 6.939 4 9.012
5 10.811 6 12.011 7 14.007 8 15.999 9 18.998 10 20.183
Li Be
B
C
N
O
F Ne
Lithium Beryllium 11 22.989 12 24.312