Bài giảng Vật liệu điện – điện tử: Vật liệu bán dẫn và ứng dụng trong công nghệ điện - điện tử

Bài giảng Vật liệu điện – điện tử trình bày các nội dung: Giới thiệu chung về chất bán dẫn, phân loại chất bán dẫn, một số chất bán dẫn điển hình, ứng dụng chất bán dẫn trong điện – điện tử, Seminar: Vật liệu bán dẫn cấu trúc nano.

Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật liệu điện – điện tử: Vật liệu bán dẫn và ứng dụng trong công nghệ điện - điện tửBài giảng Vật liệu điện – điện tử VẬT LIỆU BÁN DẪN VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ ĐIỆN – ĐIỆN TỬ GV:PGS.TSNguyễn HồngQuảngNội dung bài này 1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn 2. Phân loại chất bán dẫn 3. Một số chất bán dẫn điển hình 4. Ứng dụng chất bán dẫn trong điện – điện tử 5. Seminar: Vật liệu bán dẫn cấu trúc nano1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn Vật liệu bán dẫn  sự phát triển công nghệ điện tử1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn Định luật Moore:Cứ sau 18 tháng số transistor tích hợptrên IC lại tăng gấp đôi ! Số transistor, ngàn Tốc độ xung nhịp, Mhz Công suất tiêu thụ, W Nhịp đồng hồ, ILP1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn 1.1 Cấu trúc tinh thể của chất bán dẫn 1.2 Bán dẫn tinh khiết - Điện tử và lỗ trống 1.3. Bán dẫn loại N và bán dẫn loại P 1.4. Hai quá trình động học của hạt tải trong bán dẫn (sự khuếch tán và sự trôi)1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn 1.1 Cấu trúc tinh thể của chất bán dẫn Không gian 2 Cấu trúc tinh thể Si & … và của GaAs chiều của Si Ge… Si,GevàGaAslà3chấtbándẫnđiểnhình,đượcsửdụng phổbiếnnhấttrongcôngnghệchếtạocáclinhkiệnđiệntử1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn 1.2 Bán dẫn tinh khiết (loại I) : Điện tử và lỗ trống a) Ở 0 K, tất cả các điện tửtrong1nguyêntửSiđều liên kết với các điện tử của 4 nguyên tử xung quanh, tạo thành 4 cặp điện tử dùng chung (hình vẽ  ). Khôngt ồntạielectrontựdo  Bándẫnở0Klàchấtcáchđiện!1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn 1.2 Bán dẫn tinh khiết : Sự tạo thành điện tử và a)Ở lỗệtđ nhi trống ộcaohơn,electronlơpngoàithunănglượng, phávỡmốiliênkếtđểtạothànhđiệntửtựdo(hạtdẫnđiện tử) c)Đồngthờivớiviệctạora1electrontựdotrongvùng dẫn,mộtlỗtrốngcùngtựđộngđượchìnhthànhtrongvùng1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn 1.2 Bán dẫn tinh khiết: sự tạo thành điện tử và lỗ trống Trong bán dẫn tinh lỗ khiết, nồng độ điện tử trống và lỗ trống luôn bằng liênkết nhau cộnghóatrị ni = điện tử pi điệntử lỗtrống1. Giới thiệu chung về chất bán dẫn 1.2 Bán dẫn tinh khiết (loại I) : Điện tử và lỗ trống # Nồng độ hạt dẫn trong bán dẫn tinh khiết rất bé (cỡ1010hạt/cm3) ni Si Ge GaAs (cm- 1,1x101 2x1013 2x106 3) 0  Cầntăngsốhạtdẫnđểtăngdòng điện1. Giới thiệu chung về chất bándẫnLàm thế nào để tăng nồng độ hạt dẫn ? 1) Nungnóngvậtliệu(heating) 2) Chiếusángthíchhợp(lighting) 3) Phathêmtạpchất(doping)1. Giới thiệu chung về chất bándẫn 1) Nungnóngvậtliệu(heating) Nồngđộhạtdẫntrong bándẫntăngkhinhiệtđộ tăng Dòngđiệntăng #Khóthayđổichínhxácsố hạttảiđượcgiảiphóng theonhiệtđộđặtvào1. Giới thiệu chung về chất bándẫn 2)Chiếusángbándẫnbằngánhsáng Chiếuchùmsángcónănglượngđủlớnvàochấtbándẫnthíchhợpsẽ tạorađượccáccặpđiệntửlỗtrống:điệntửtrongvùngdẫnvàlỗ trốngtrongvùnghóatrị.Đâychínhlànguyêntắchoạtđộngcủapinmặt trời1. Giới thiệu chung về chất bándẫn 3)Phathêmtạpchất(doping) Khithaythếmộtsốngtử Si bằng nguyên tử As hay Sb (nhóm 5) sẽ làm tăngsốđiệntửvàtạora bán dẫn loại N. As gọi là chất “cho điện tử” : Donor Ngượclại,nếuthay mộtsốSibằngBhay Tómlại:nếuphatạp= Ga(nhóm3)sẽlàm ngtố tăngsốlỗtrống,tạora #nhóm5bándẫnloại bándẫnloạiP.Bgọi N; làchất“nhậne”: #nhóm3bándẫnloại Acceptor P.1. Giới thiệu chung về chất bándẫn 1.3 Bán dẫn loại N và bán dẫn loại P ...