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半导体基础概论。 MOS 管与TFT。 3. MOS电流电压特性： 分三个非饱和区，饱和区，截至区进行推导。 4. 开态电流与关态电流 温度和复合中心决定着关态电流。原因与前面介绍联系。 开态电流相关因素分析与前面电压电流特性联系。 短沟道和窄沟道效应。 为什么在玻璃基板上只能做有限个晶体管。 器件缩小后，将出现下列问题： （1） 开启电压下降。 （2） 源漏的耗尽层宽度已经长于沟道，造成穿通。 BOE Optoelectronics Technology Co,. Ltd. 半导体器件 与 TFT 品质保证部, OQA 科 Nov. 25, 2004 讲述人：齐鹏 Content： 半导体基础概论 能带论 N 个原子靠的很近时，原来某个能级上的电子就分别处在分裂的N个能级上，这N个能级组成一个能带，这时电子不再属于某个原子而是在晶体中做共有化运动。分裂的每个能带成为允带，允带之间因为没有能级成为禁带。如图（1）所示： 金刚石和半导体硅，锗，他们的原子都有四个价电子，二个s电子，两个p电子，组成晶体后，由于轨道杂化，价电子形成能带如图（2）所示： 查询：什么是 s 电子？什么是 p 电子？ 上下两个能带，中间隔以禁带。能带并不分别和 s，p能级相对应，而是上下分别包含2N态，由pollay不相容原理，各能容纳4N个电子。根别先添低能级后高能级的原理，下面能带填满，上面能带为空。下面的我们称为满带或价带，上面空的我们称为导带，中间为禁带。 图（ 1 ） 图（ 2 ） 半导体基础概论 用能带论解释导体，半导体和绝缘体。 －导体存在半满带。 － 半导体禁带较小。 － 绝缘体禁带较大。 －在半导体中 EV 称为价带顶，它是价带电子最高能量；EC称为导带底，它是导带电子的最低能量；EC－EV即 为禁带宽度Eg。价键上的电子激发成为准自由电子，即价带电子激发成为导带电子的过程，称为本征激发。 空穴。 假定价带中激发一个电子到导带，价带顶出现一个空状态，这相当于共价键缺少一个电子而出 现一个空位置，这个空位置可以看成是带正电的粒子，称为空穴。引入这个概念后，就可以把价带中大量电子对电流的贡献用少量空穴表达。 半导体基础概论 半导体中的杂质。 原子半导体中的杂质主要是为了控制半导体的性质而人为的掺入某种元素。杂质存在方式以间歇式和替位式为主。 而对我们有实际意义的为替位式。以硅中掺磷形成 n 型 半导体，掺硼形成 p 型半导体。 加入杂质后为什么能够易于导电，可以用能带论的观点进行解释。在禁带中产生了能级。 受主能级与施主能级。受主能级向价带提供空穴而成为负电中心，施主能级向导带提供电子而成为正电中心。。实际上， 受主能级很接近价带，施主能级很接近导带，室温下，晶格原子热振动能量传给电子，使杂质几乎全部离子。 半导体中载流子统计分布。 （1） 费米分布 半导体中电子数目很多。从大量电子整体来看，在热平衡状态下，电子按能量大小具有统计分布的规律性。根据量子统计理论，服从pollay不相容原理的电子服从费米统计规律。对于能量为E的一个量子态被一个电子占据的几率 f（E） 服从费米分布： f (E）＝1\ [1 + EXP( E - EF)\k T] 空穴被占的几率为 1－ f（E）。思考为什么？？？ EF 称为费米能级或费米能量。这是一个很重要的物理参数，只要知道了数值，在一定温度下电子在各量子态的统计分布就可以知道。引出玻尔兹曼分布函数。得出结论电子分布在导带底附近，空穴分布在价带顶附近。 半导体基础概论 导带底电子数： n0 = Nc * f (EC) , 价带底空穴数： P0 = Nv * f ( Ev)