Čo je polovodič?
Zanechajte správu
Polovodiče sú typom materiálu s vodivosťou medzi vodičmi a izolátormi a ich vodivosť sa výrazne mení s vonkajšími podmienkami. Vďaka tejto charakteristike sú polovodiče základným materiálom moderného elektronického informačného priemyslu.
Z hľadiska teórie pásov spočíva základný rozdiel medzi vodičmi, polovodičmi a izolátormi v rôznych šírkach bandgap. Pri určitej teplote sa elektróny na kovalentných väzbách spoliehajú na tepelné excitácie, aby získali energiu a oddelili od kovalentnej väzby, čím sa stávajú voľnými elektrónmi bez kvázi, ktoré sa voľne pohybujú v kryštáli. Minimálna energia potrebná na oslobodenie od kovalentných väzieb je šírka pásma.
Hafnium, Ako najdôležitejšia a takmer nenahraditeľná aplikácia v polovodičoch sa používa na výrobu gate dielektrickej vrstvy v polovodičovom poli kovu {{}} effect (MOSFET), konkrétne vo forme jeho oxidu - hafnium oxidu (HFO ₂) alebo jeho silicidov, NIRIDE (ako je HFSIO).
Prečo to musí byť hafnium? -Riešenie starého problému storočia „únik brány“
Pred technologickým uzlom 45 NM bola brána dielektrická vrstva tranzistora vyrobená z oxidu kremíka (SIO ₂). Keď sa veľkosť tranzistorov neustále zmenšuje, vrstva oxidu kremíka sa musí tiež urobiť extrémne tenká (iba niekoľko atómových vrstiev hrubého), ale to vedie k smrteľnému problému: kvantový efekt tunelovania.
Problém: Vrstva extrémne tenká vrstva SIO ₂ nemôže efektívne blokovať elektróny, čo vedie k úniku prúdu z brány do kanála. To spôsobí prudké zvýšenie spotreby energie čipu, ťažkú tvorbu tepla a koniec Mooreovho zákona.
Riešenie: Použite „High - k“ materiály namiesto SiO ₂. Podľa zákona kapacity, použitie vysokých - k materiálov so silnejšou fyzickou hrúbkou, ale rovnaká „elektrická ekvivalentná hrúbka“ môže udržať kontrolu nad kanálom a zároveň efektívne blokovať prienikový prúd.
Oxid Hafnium (HFO ₂) je konečná voľba vďaka svojim jedinečným komplexným vlastnostiam:
Vysoká dielektrická konštanta (hodnota k): hodnota k HFO ₂ je asi 25, oveľa vyššia ako 3,9 SIO ₂. To znamená, že môže byť vyrobený fyzicky hrubší a účinne potláčajúci prúd úniku brány spôsobený kvantovým tunelom a výrazne znižuje spotrebu energie.
Dobrá tepelná stabilita: HFO ₂ sa môže dobre spájať s kremíkovými substrátmi a udržiavať štrukturálnu stabilitu počas následných vysokých - teplotných procesov, bez kryštalizácie alebo nežiaducich reakcií so kremíkom.
Vhodný posun pásov: Medzi HFO ₂ a kremíkom je dostatočný posun vodivosti a valenčného pásma, ktorý môže tvoriť dobrú energetickú bariéru a efektívne blokovať nosiče náboja.
Kompatibilné s existujúcimi procesmi: Aj keď ide o nový materiál, HFO ₂ sa dá ukladať s vysokou kvalitou, rovnomernosťou a prispôsobiteľnosťou prostredníctvom ukladania atómovej vrstvy (ALD), technológie kompatibilného s procesmi CMOS, aby sa uspokojili potreby veľkej {- mierky.
Vodič: V energetickom pásme nie je valenčné pásmo prekrývanie vodivého pásma alebo valenčného pásu úplne naplnené elektrónmi, čo vedie k veľkému počtu voľne pohyblivých elektrónov a silnej vodivosti.
Semiconductor: Valenčný pás v energetickom pásme je naplnený elektrónmi, ale šírka bandgap je relatívne malá. V Absolute Zero sú polovodiče non - vodivé. Keď teplota stúpa alebo je svetlo, malý počet elektrónov vo valenčnom pásme je nadšený do vodivého pásma a ponecháva otvory v valenčnom pásme. Pri pôsobení externého elektrického poľa sa elektróny aj diery môžu zúčastniť vedenia.
Izolátor: Valenčný pás v energetickom pásme je naplnený elektrónmi, ale šírka bandgap je veľká. Pri izbovej teplote takmer žiadne elektróny nemôžu byť nadšené vodivé pásmo, takže vodivosť je mimoriadne zlá.
Prvá generácia polovodičových materiálov sa týka hlavne polovodičových materiálov, ako sú germánium (GE) a kremík (SI), ktoré sa používajú hlavne na oddelenie zariadení a výroby čipov. V 50. rokoch 20. storočia dominoval Germánium v polovodičovom priemysle. Koncom 60. rokov 20. storočia kremík postupne nahradil germánium a bol široko používaný. Kremík má v prírode veľké množstvo rezerv. S rastúcou zrelosťou veľkých - v mierke kremíkovej prípravnej technológie a kremíka - výrobných procesov založených na čipových čipoch sa kremík - technológia čipov založená rýchlo vyvinula pozdĺž Mooreovho zákona a vytvorila obrovský priemysel Chip. Väčšina čipov v súčasnosti sú čipy založené na kremíku -, ako sú CPU, GPU, pamäť, fpgas atď.
Druhá generácia polovodičových materiálov sa týka hlavne zložených polovodičových materiálov, ako je gallium arzenid (GAAS), indium antimonid (InSB) atď. V porovnaní so kremíkom, zloženými polovodičovými materiálmi majú veľkú pásku Bandgap, nízku koncentráciu nosiča, dobré optoelektronické vlastnosti, ako aj dobrá odolnosť voči tepelnému žiareniu. Používajú sa hlavne na výrobu vysokých - rýchlosť, vysoká - frekvencia, vysoká {- výkonové luminiscenčné elektronické zariadenia a široko sa používajú v oblastiach, ako je mikrovlnná komunikácia, satelitná komunikácia, optická komunikácia, optoelektronické zariadenia a satelitná navigation. Avšak zložené polovodičové materiály sú mimoriadne vzácne, s problémami, ako sú hlboké defekty, ťažkosti pri príprave veľkých - veľkých doštičiek, vysokých cien a toxicity, ktoré do určitej miery obmedzujú uplatňovanie zložených polovodičových materiálov.
Tretí - generované polovodičové materiály sú predstavované hlavne karbidom kremíka (SIC), nitridom gália (GAN) a oxidom zinočnatého (ZNO), ktoré majú široké charakteristiky pásma, a preto sa nazývajú aj široké semikánové materiály BandGAP. Široké materiály v polovodičoch pásma majú vlastnosti, ako je vysoký rozkladný poľný poľa, rýchlosť elektrónov s vysokou saturáciou, vysoká tepelná vodivosť, vysoká hustota elektrónov a vysoká mobilita. Všeobecne sa používajú pri výrobe vysokého - odolných voči teplote, vysokej - frekvencie, vysokej - a elektronických zariadení odolných voči žiareniu, hlavne v polovodičovom osvetlení, komunikácii 5G, satelitnej komunikácii, optickej komunikácii, leteckým a iným poľom.
Polovodičové materiály štvrtej generácie majú ultra široký pásmový pás a vyššiu silu poľa rozkladu ako polovodičy tretej generácie, ako je oxid gália (GA2O3), hliníkový nitrid (AIN), diamant (C) atď. Ultra široký pásmový polovodičový materiál dokážu odolávať vyššiemu napätiu a právomoci, vďaka čomu sú vhodné na výrobu vysokých - výkonových elektronických zariadení a vysoké - Elektronické zariadenia RF RF. Výroba a príprava týchto materiálov sú však ťažké a výrobný proces ešte nie je zrelý. Napríklad - ga2o3 sa dá pripraviť s dobrým n - typu ga2o3 dopingovými prvkami darcu ako Si, Ge a Sn. Avšak v dôsledku plochého valenčného pásma, veľkej efektívnej hmotnosti, ľahkej formácie samostatne zachytených dier a účinku samovlažnej kompenzácie - samotného materiálu GA2O3 je ťažké dosiahnuť doping typu - ga2o3, čo znemožňuje prípravu ideálnych homogénnych križovatiek PN.
Shaanxi Zhongheng Weichuang Metal Materials Co., Ltd., ako popredný výrobca materiálov Hafnium a globálny vývozca v Číne, sa vždy zaviazal poskytovať zákazníkom vysoké {- kvalitu a vysoké {- čisté výrobky hafnium. Trváme na integrovanej prevádzke od výroby po predaj, bez akýchkoľvek stredne pokročilých odkazov, aby ste zaistili, že môžete získať spoľahlivé výrobky priamo dodávané zo zdroja za najkonkurenčnejšiu cenu.
Spoločnosť prísne riadi každý výrobný proces a všetky materiály Hafnium spĺňajú medzinárodné normy s pevnou a zaručenou kvalitou. Máme profesionálny tím zákazníckeho servisu, ktorý je vždy online, aby reagoval na vaše potreby, poskytujeme bezstarostné služby počas celého procesu od technickej konzultácie až po - podporu predaja, čo zabezpečuje hladkú spoluprácu a pokoj v obstarávaní.
Ak máte nejaké potreby, neváhajte a opýtajte sa:
E -mail:zhwcjs2022@163.com
Shaanxi Zhongheng Weichuang Metal Materials Co., Ltd. je ochotný vytvoriť hodnotu s globálnymi zákazníkmi prostredníctvom vynikajúcich produktov a úprimných služieb a spolupracovať pre Win - Výsledky Win!
