Що таке напівпровідник?
Залишити повідомлення
Напівпровідники - це тип матеріалу з провідністю між провідниками та ізоляторами, а їх провідність значно змінюється із зовнішніми умовами. Ця характеристика робить напівпровідники основним матеріалом сучасної електронної інформаційної галузі.
З точки зору теорії смуги, основна різниця між провідниками, напівпровідниками та ізоляторами лежить у їхній різній ширині пропускної смуги. При певній температурі електрони на ковалентних зв’язках покладаються на теплове збудження, щоб отримати енергію та відірватися від ковалентного зв’язку, стаючи квазі -вільними електронами, які вільно рухаються в кристалі. Мінімальна енергія, необхідна для звільнення від ковалентних зв’язків, - це ширина пропускної смуги.
Хафніум, Як найважливіше і майже незамінне застосування в напівпровідниках, використовується для виготовлення діелектричного шару воріт у напівпровідниковому полі оксиду металу - транзистори (MOSFET), зокрема у формі його оксиду -} hafnium dioxide (hfo ₂) або його силовики, як синовики (hfo ₂) або його синодавки, nitridides (, наприклад, nitridides (, nytidides (, nytidides (, nydidides (,,,,, nydidides HFSion).
Чому це повинен бути хафніум? -Скорочення століття Старого проблеми "витоку воріт"
До вузла технології 45 нм, діелектричний шар транзистора був виготовлений з діоксиду кремнію (SIO ₂). Оскільки розмір транзисторів продовжує скорочуватися, шар кремнієвого діоксиду також повинен бути надзвичайно тонким (товщиною лише кілька атомних шарів), але це призводить до смертельної проблеми: квантового тунельного ефекту.
Проблема: надзвичайно тонкий шар Sio ₂ не може ефективно блокувати електрони, що призводить до витоку струму з воріт у канал. Це призведе до різкого збільшення споживання енергії чіпа, сильного виробництва тепла та кінця закону Мура.
Рішення: Використовуйте матеріали "High - K" замість SIO ₂. Відповідно до закону ємності, використовуючи високі матеріали - K з більш товстою фізичною товщиною, але однаковою "електричною еквівалентною товщиною" може підтримувати контроль над каналом, одночасно ефективно блокуючи струм витоку.
Оксид Hafnium (HFO ₂) - остаточний вибір завдяки унікальним комплексним властивостям:
Висока діелектрична константа (k значення): значення k HFO ₂ приблизно 25, набагато вище, ніж 3,9 SIO ₂. Це означає, що він може бути фізично товстішим, ефективно пригнічуючи струм витоку воріт, спричинений квантовим тунелюванням та значно зменшує споживання електроенергії.
Хороша термостійкість: HFO ₂ може добре зв’язатися з кремнієвими субстратами та підтримувати структурну стабільність під час подальших високих температурних процесів -, без кристалізації або несприятливих реакцій з кремнієм.
Відповідний зсув смуги: Існує достатня кількість провідних та валентних смуг між HFO ₂ та кремнієм, які можуть утворювати хороший енергетичний бар'єр та ефективно блокувати носії заряду.
Сумісний з існуючими процесами: Хоча це новий матеріал, HFO ₂ може бути осаджений з високою якістю, рівномірністю та відповідністю через осадження атомного шару (ALD), технологію, сумісну з процесами CMOS, для задоволення потреб великого виробництва -.
Провідник: У енергетичній смузі валентна смуга перекривається з смугою провідності або валентною смугою, не повністю заповнена електронами, що призводить до великої кількості вільно рухомих електронів та сильної провідності.
Напівпровідник: валентна смуга в енергетичній смузі наповнена електронами, але ширина пропускної смуги відносно невелика. При абсолютному нулі напівпровідники не - провідні. Коли температура піднімається або є світлом, невелика кількість електронів у валентній смузі збуджується в діапазоні провідності, залишаючи отвори у валентній смузі. Під дією зовнішнього електричного поля і електрони, і отвори можуть брати участь у провідності.
Ізолятор: валентна смуга в енергетичній смузі заповнена електронами, але ширина пропускної смуги велика. При кімнатній температурі майже жоден електрони не можуть бути збуджені до смуги провідності, тому провідність надзвичайно погана.
Перше покоління напівпровідникових матеріалів в основному відноситься до напівпровідникових матеріалів, таких як германій (GE) та кремній (SI), які в основному використовуються для розділення пристроїв та виробництва мікросхем. У 1950 -х роках германій домінував у напівпровідниковій галузі. Наприкінці 1960 -х кремнію поступово замінював германій і широко використовувався. Кремнію має велику кількість резервів у природі. Зі збільшенням зрілості великої технології підготовки кремнію та підготовки кремнію та кремнію - процеси виробництва мікросхем, кремнію - технологія мікросхем швидко розвинулася вздовж закону Мура, утворюючи величезну промисловість мікросхем. Більшість мікросхем сьогодні є кремніюми - мікросхемами, такими як процесори, графічні процесори, пам'ять, FPGA тощо.
Друге покоління напівпровідникових матеріалів в основному стосується складених напівпровідникових матеріалів, таких як арсенід галій (GAAS), антимонід індію (InsB) тощо. Порівняно з кремнію, сполучні напівпровідникові матеріали мають велику пропускну здатність, низьку концентрацію носіїв, хороші оптоелектронні властивості, а також хорошу стійкість до тепла та радіацію. Вони в основному використовуються для виготовлення високої - швидкості, високої частоти -, високої - живлення люмінесцентних електронних пристроїв і широко використовуються у таких фляхах, як мікрохвильова комунікація, супутникова комунікація, оптична комунікація, оптоелектронічні пристрої та супутникова навігація. Однак складні напівпровідникові матеріали надзвичайно дефіцитні, з такими проблемами, як дефекти глибокого рівня, труднощі у підготовці великих пластин -}}}, високих цін та токсичності, які певною мірою обмежують застосування складних напівпровідникових матеріалів.
Третій - напівпровідникові матеріали покоління в основному представлені кремнієвим карбідом (SIC), нітридом галію (GAN) та оксидом цинку (ZnO), які мають широкі характеристики смуги, а також відомі як широкі напівпровідникові матеріали. Широкі напівпровідникові матеріали пропускної смуги мають такі характеристики, як міцність поля з високою поломкою, висока швидкості насичення, висока теплопровідність, висока щільність електронів та висока рухливість. Вони широко використовуються у виробництві високої температури - частоти, висока -, висока - потужність, а також радіаційні електронні пристрої, в основному в напівпровідниковому освітленні, 5G комунікації, супутниково -комунікації, оптичному зв'язку, аеропроекту та інших полях.
Напівпровідникові матеріали четвертого покоління мають ультра широку смугу та більшу міцність поля поломки, ніж напівпровідники третього покоління, такі як оксид галію (GA2O3), алюмінієвий нітрид (AIN), Diamond (C) тощо, отже, їх називають ультра шириною напівпровідниковими матеріалами. Ультра широкі напівпровідникові матеріали можуть витримувати більш високі напруги та потужності, що робить їх придатними для виготовлення високих - електронних пристроїв живлення та високих - Електронні пристрої продуктивності. Однак виробництво та підготовка цих матеріалів складні, а виробничий процес ще не зрілий. Наприклад, - ga2O3 можна підготувати з хорошим n - type ga2o3, доплюючи донорські елементи, такі як Si, Ge та Sn. Однак, завдяки плоскій валентній смузі, великій ефективній масі, легкому утворенню отворів, що захоплюються самостійним захопленням, та самостійним ефектом матеріалу - ga2O3, P - допінгу типу важко досягти, що унеможливлює підготовку ідеальних однорідних стиків PN.
Shaanxi Zhongheng Weichuang Metal Materials Co., Ltd., як провідний виробник матеріалів Hafnium та глобальний експортер у Китаї, завжди зобов’язаний надавати клієнтам високу продукцію Hafnium-. Ми наполягаємо на інтегрованій експлуатації від виробництва до продажів, без будь -яких проміжних посилань, щоб переконатися, що ви зможете отримати надійну продукцію, безпосередньо постачану з джерела за найбільш конкурентоспроможною ціною.
Компанія суворо контролює кожен виробничий процес, і всі матеріали Hafnium відповідають міжнародним стандартам з твердою та гарантованою якістю. У нас є професійна команда з обслуговування клієнтів, яка завжди знаходиться в Інтернеті, щоб відповісти на ваші потреби, надаючи послуги безтурботних послуг протягом усього процесу від технічної консультації до - підтримки продажів, забезпечуючи плавну співпрацю та спокій у закупівлі.
Якщо у вас є якісь потреби, будь ласка, не соромтеся запитувати:
Електронна пошта:zhwcjs2022@163.com
Shaanxi Zhongheng Weichuang Metal Materials Co., Ltd. готовий створити цінність з глобальними клієнтами за допомогою відмінних продуктів та щирих послуг, а також працювати разом для Win - виграйте результати!
