半导体作业半导体元件班级光电一甲组员499L0003黄铃芷499L.docVIP

半導體作業 半導體元件 班級：光電一甲 組員：499L0003黃鈴芷 499L0008李宛蓉 種類：微波元件(Microwave Devices) 名稱：轉移電子元件(Transferred-Electron Device) 結構： 圖(一) 工作原理：當一個超過每公分幾千伏特臨界值得直流電場，外加一個短的n型GaAs或磷化砷(InP)的樣品上，就會有微波的輸出產生【1】。 一個TED的操作特性取決於下面5個因素：元件內的摻雜濃度摻雜均勻性、主動區的長度、陰極接觸特性、電路的形式和操作的偏壓值【2】。 應用：局部振盪器、功率放大器，偵測系統、遙控和微波測試儀器上所使用的重要固態微波來源【3】。 張雅婷製作 種類：量子效應元件(Quantum-Effect Device) 名稱：共振穿隧二極體(Resonant Tunneling Diode) 結構： 圖(二) 工作原理：當電子被限制在量子井中，產生分立的能階。在零偏壓時，位障阻止電荷通過元件。隨著偏壓增加，井中能階不斷降低。 若井中一個未占據態的能量處於源區導帶占據態的能量範圍時，元件處於共振態，電流通過。I-V曲線出現負阻效應區。【4】 應用：CMOS電路應用 種類：熱電子元件(Hot-Electron Device) 名稱：熱電子異質接面雙載子電晶體(Hot-electron HBT) 結構： 圖(三) 工作原理： 同質結雙極管存在的主要問題：為提高電流增益，要求發射區重摻雜、基區輕摻雜，與為提高頻率，又要求減小發射結電容、減少基區電阻而互相矛盾。為了解決該矛盾的根本途徑是採用寬頻隙半導體材料作成發射區，窄帶隙材料作基區。由於降低了電子從發射區注入到基區的勢壘，同時提高了空穴由基區向發射區反注入的勢壘，提高了注入效率，進一步提高了電流增益，使器件在保持較高電流增益的條件下，提高電晶體的速度和工作頻率【5】。 應用：微波、毫米波放大和震盪、移動通訊、化合物超高速數字電路、低溫電路（Si/SiGe HBT），高溫電路（AlGaN/GaN HBT）、超高增益放大電路（PET和MISTJET） 【6】 張雅婷製作 種類：熱電子元件(Hot-Electron Device) 名稱：位置空間轉移電晶體(Real-Space-Transfer Transistor，RSTT) 結構： 圖(四) 工作原理：由摻雜的寬能隙AlGaAs，和未摻雜的窄能隙GaAs層相互交替而成的異質接面結構。在熱平衡時，可移動電子存在於未摻雜GaAs量子井裡，且與位於AlGaAs層裡的母體施體在空間上被隔開。若輸入此結構的功率超過系統對於晶格的能量損失率時，載子會被加熱，且部分可轉移進入寬能隙層，而在此載子可能有不同的電子移動率【7】。 應用：邏輯電路 張雅婷製作 種類：微波元件 名稱：穿隧二極體(又稱透納二極體)( Tunnel Diode) 結構： 圖(五) 基本原理：透納二極體具有一種負電阻的特性，其特性使其在振盪器與微波放大器內非常有用。透納二極體是由鍺或砷化鎵所組成，其 p 與 n 型區都比一般二極體摻 雜較濃。因摻雜濃而使其空乏區變窄，同時也能在逆向偏壓時導通，所以並無 一般二極體的崩潰效應。【8】 應用：量子效應元件的基礎。超強功能，可大量減少元件數量。 李宛蓉製作 種類：微波元件 名稱：衝渡二極體 (IMPATT Diode) 結構： 圖(六) 基本原理：一種特殊的微波二極體，應用其引起累增崩潰所需的延遲 時間或過度時間，來產生負電阻性。【9】 應用：通常均用於微波振盪器內。 種類：特殊半導體二極體 名稱：變容二極體 Varactor Diodes 結構： 圖(七) 基本原理：隨偏置電壓變化而顯著改變的一種特殊二極體。變容二極體平時工作在反偏狀態，其偏置電壓的變化會改變耗盡層的厚度，從而影響結電容的大小。【10】 應用：電視接收器電路、調頻接收器及其他通信設備 李宛蓉製作 種類：特殊半導體二極體 名稱：蕭特基二極體( Schottky Diode) 結構： 基本原理：隨偏置電壓變化而顯著改變的一種特殊二極體。變容二極體平時工作在反偏狀態，其偏置電壓的變化會改變耗盡層的厚度，從而影響結電容的大小。【10】 應用：電視接收器電路、調頻接收器及其他通信設備 種類：特殊半導體二極體 名稱：稽納二極體 Zener Diode 結構： 圖(八) 基本原理：它只能讓電流向一個方向流動，有些像單行道。 應用：常被用來調整電壓 李宛蓉製作 參考文獻 【1】半導體元件物理與製作技術，施敏著，P399 【2】半導體元件物理與製作技術，施敏著，P404 【3】半導體元件物理與製作技術，施敏著，P399 【4】.tw/sys/lib/read_attach.php?id=6918 【5】/desig