有了P型和N型半导体的理论知识,还可以玩点复杂的,对二氧化硅表面进行改造,改造成我们想要的图形,比如画只猫,画朵花等…
对晶圆表面进行改造的办法就是光刻!
光刻那不是要用到高端光刻机?听说这种设备很牛逼….不如先看看光刻的原理:
利用高速旋涂设备(spinner),在晶片表面旋涂一层对紫外(UV)光敏感的材料,称为光刻胶(photoresist) 。将晶片从旋涂机拿下之后在80oC 100oC之间烘烤,以驱除光刻胶中的溶剂并硬化光刻胶,加强光刻胶与晶片的附着力 。接下来使用UV光源,通过一有图案的掩模版对晶片进行曝光 。然后,使用缓冲氢氟酸作酸刻蚀液来移除没有被光刻胶保护的二氧化硅表面 。最后,使用化学溶剂或等离子体氧化系统剥离(stripped)光刻胶 。
看看示意图:
文字说的有点复杂,直观理解有点像刻印章,先在石头上用颜料涂个模型,然后按照模型的尺寸进行雕刻,基本是这个道理 。
印章有阳刻和阴刻的区别,晶圆也是这样,根据光刻胶的选取不同,也能实现阳刻和阴刻,人们选用的光刻胶称为正胶和负胶 。
光刻后的硅表面暴露于外界中,此时物理学家在这个硅表面通过不同方法加入其它元素,称为离子注入 。
因为注入B或者As离子以后,这些离子加入到硅家以后改变了硅家的传统,硅的电化学性能发生了改变,此时的半导体叫做非本征(extrinsic)半导体 。
而由P型半导体和N型半导体接触形成的结称为p-n结!
我们在掺杂完成以后,需要想办法将这个半导体的性能引出,于是将这个半导体表面金属化,欧姆接触(ohmic contact)和连线(interconnect)在接着的金属化步骤完成,金属薄膜可以用PVD或CVD来形成 。
随着金属化的完成,p?n结就可以工作了!
简单的半导体知识就介绍这么多吧!
什么是半导体锗、硅、硒、砷化镓及许多金属氧化物和金属硫化物等物体,它们的导电能力介于导体和绝缘体之间,叫做半导体 。
半导体具有一些特殊性质 。如利用半导体的电阻率与温度的关系可制成自动控制用的热敏元件(热敏电阻);利用它的光敏特性可制成自动控制用的光敏元件,像光电池、光电管和光敏电阻等 。
半导体还有一个最重要的性质,如果在纯净的半导体物质中适当地掺入微量杂质测其导电能力将会成百万倍地增加 。利用这一特性可制造各种不同用途的半导体器件,如半导体二极管、三极管等 。
把一块半导体的一边制成P型区,另一边制成N型区,则在交界处附近形成一个具有特殊性能的薄层,一般称此薄层为PN结 。图中上部分为P型半导体和N型半导体界面两边载流子的扩散作用(用黑色箭头表示) 。中间部分为PN结的形成过程,示意载流子的扩散作用大于漂移作用(用蓝色箭头表示,红色箭头表示内建电场的方向) 。下边部分为PN结的形成 。表示扩散作用和漂移作用的动态平衡 。
想知道半导体是什么?半导体(semiconductor)指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料 。半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用,如二极管就是采用半导体制作的器件 。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,硅是各种半导体材料应用中最具有影响力的一种 。
发现历史:
1833年,英国科学家电子学之父法拉第最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属,一般情况下,金属的电阻随温度升高而增加,但法拉第发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低 。这是半导体现象的首次发现 。
不久,1839年法国的贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结,在光照下会产生一个电压,这就是后来人们熟知的光生伏特效应,这是被发现的半导体的第二个特性 。
以上内容参考:百度百科——半导体
半导体基本概念半导体是一种电导率在绝缘体至导体之间的物质,其电导率容易受控制,可作为信息处理的元件材料 。从科技或是经济发展的角度来看,半导体非常重要 。很多电子产品,如计算机、移动电话、数字录音机的核心单元都是利用半导体的电导率变化来处理信息 。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,而硅更是各种半导体材料中,在商业应用上最具有影响力的一种 。
基本简介
半导体
顾名思义:常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料,叫做半导体(semiconductor) 。
物质存在的形式多种多样,固体、液体、气体、等离子体等等 。我们通常把导电性和导电导热性差或不好的材料,如金刚石、人工晶体、琥珀、陶瓷等等,称为绝缘体 。而把导电、导热都比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体 。可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体 。与导体和绝缘体相比,半导体材料的发现是最晚的,直到20世纪30年代,当材料的提纯技术改进以后,半导体的存在才真正被学术界认可 。
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