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元器件的基礎結構

信息來源:本站 日期:2017-06-13 

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元器件的基礎結構

人類研究半導體器件已經(jīng)超過125年‘n,迄今大約有60種主要的器件以及100種和主要器件相關的變異器件‘q.但所有這些器件均可由幾種基本器件結構所組成圖1.2(a)是金屬半導體( metal-semiconductor)接觸界兩(interface)的示意圖,此種界面由金屬和半導體兩種材料緊密接觸所形成.早在公元1874年即有人研究這種基礎結構,可以說,它開創(chuàng)了半導體器件研究的先河.


金屬一半導體可以用來做整流接觸( rectifying contact).使電流只仇由單一方向流過:或者也可以用來作歐姆接觸(ohmic  contact)電流可以雙向通過·且落在接觸上的電壓降很小,甚至可以忽略.此種界面可以用來形成很多有用的器件例如,利用整流接觸當(Sate),利用歐姆接觸當作漏極(drain)和豫極(source),即形成一個金半場效應晶體臂(metal-semiconductor  field-effec transistoriMESFE7).;棒穢晶體管是一種很熏要的微波器件( microwave device)


第二種基礎結構是p-n結(junction),如圖1.2(b)所示,是一種由p型(有帶正電的載流子)和n型(有帶負電的載流子)半導體接觸成的結.p-n結是大部分半導體器件的關鍵基礎結構,其理論也可說是半導體器件物理的基礎,如果我們結合兩個p-n結,亦即加上另一個p型半導體·就可以形成一|個.p-n-p雙極型晶體管(p-n-p!bipolartransistorJ.,這是_二種在1947年發(fā)明的晶體管,它為半導體工業(yè)帶來了空前的沖擊.而如果我們結合蘭個pn結就可以形成p-n-p-n結構·這是一種開關器件(switching device).叫作可控硅器件(thyristor).


第三種基礎結構是異質(zhì)結( heteroj unction  interfade),如圖1.2Cc)所示,這是由兩種不同材料的半導體接觸形成的結.例如,我們可以用砷化鎵和砷化鋁接觸來形成一個異質(zhì)結.異質(zhì)結是快速器件和光電器件的關鍵構成要素


圖1.2(d)顯示的是金屬一氧化物一半導體( metal-oxide-sem.iconductor,MOS)結構,這種結構可以視為是金屬·氧化物界面和氧化一半導體界面的結合,用mos結構當作柵極,再用兩個p-n結分別當作漏極和源極,就可以制作出金氧半場效應晶體管(metalt-oxide semi-conductor field-effect transistor,MOSFET),對先進的集成電路而言,要將上萬個器件整合在一個集成電路芯片(chip,或譯晶粒)中,MOSFET是最重要的器件.



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