天天看點

Base knowledge of semicoonductor2

原子結構:

質子 中子 在外環繞的電子組成

(傳說中的同位素,就是質子相同,但是中子數不同。由于原子彈中使用的就是鈾的同位素,因為同位素的分離,不同以往的分離方法(萃取、精餾等),是以離心機等裝置就成為關鍵裝置,呵呵,有點扯遠了,繼續半導體)

電子的分布服從一定規律(詳細的參閱高中化學)

這裡隻列舉主要的

8電子是穩定結構,當最外層不滿足規律時。當小于4時,一般失去電子達到穩定結構,如果>=4個時候,得到電子達到穩定結構(Si失去電子達到穩定結構)。

共價鍵:共價鍵是一種特殊的穩定結構,失去電子的一方通過電子達到穩定結構,獲得電子的一方通過獲得電子達到穩定結構(感覺有點像廢話,其實就是廢話,就像“攻中帶防,防中帶攻”一樣,:-D)。e.g.:HCL

龜(矽)Si 屬于+4價

自然界中大部分以二氧化矽穩定結構存在(SiO2)

單質矽中,矽以共價鍵形式(晶體存)每個矽分别失去或者得到4個電子,形成穩定狀态。

好了,既然上面的大家沒有疑問,那麼開始了。

晶體矽從宏觀上是好看滴、是穩定滴,;-),那麼微觀其實也是好看滴、也是穩定滴,這種穩定,是一種總體上穩定(可能這麼說有點糊塗,但是請帶着疑問向下看)。

這裡就要考慮到一些幹擾因素了,世界是現實滴,是以考慮問題就應當方方面面都要考慮到。所謂的幹擾因素就是溫度。在溫度的幹擾下,共價鍵(官方說法,是共價鍵受到室溫的影響,貌似是這麼說,有點既不清楚了)上的電子受到激發,脫離共價鍵,成為自由電子,脫離後,原位置上形成空穴(正電的說)。由于一個自由電子對應一個空穴,是以是成電中性滴。

摻雜了

我們向Si中摻入不同的元素,目的是認為的産生(自由電子和空穴)

總之我感覺共價鍵像是“我中有你,你中有我”,不知道這種比喻恰當嗎…

當我們摻入+3價元素的時候,3價元素失去價電子,得到穩定結構,但是矽Si是需要4個電子才能達到穩定結構,是以相鄰位置上的可愛的矽Si收到溫度的影響,躍遷能(激發能),提供自由電子,是3價元素(3價元素得到矽Si的四個電子成為穩定結構)和矽成為共價鍵的穩定結構。由于共價鍵是穩定的(電中性的),同時自由電子和空穴也是數量也是相等的(此處說的不嚴密,但是意思是這樣的),是以摻雜後,還是呈電中性。但是,由于得到自由電子,3價元素成為不能移動的負離子,載流子(導電的)存在在摻入3價元素的Si中是空穴。Postive

我們向矽Si摻入5價元素,5價元素獲得3個電子成為穩定結構。矽需要4個電子成為穩定結構。是以5價元素作出妥協,失去一個電子,用4個電子和矽Si成為共價鍵(矽Si得到4個電子達到最外層8個電子的穩定結構)。同志們,自由電子産生了。由于室溫收到激發的自由電子和空穴總數上是一樣的,又因為,5價元素失去電子成為不能移動的正離子,自由電子相對應。是以摻雜5價元素的矽Si總體上是呈電中性的。Negative

各位兄弟姐妹們,摻雜在實際生産中是一瞬間的事,是以,以上所說的,也是一瞬間發生的事情。說的目的,是掌握這種方法,有了自由電子和空穴(相當于正電子)在有能量的差異,那麼我們可愛的電流就要産生了。

今天到此為止,this is end。