Design of VLSI CMOS集成电路的物理结构

价电子在获得一定能量(温度价电子在获得一定能量(温度升高或受光照)后,即可脱原升高或受光照)后,即可挣脱原子核的束缚,成为自由电子(带子核的束缚,成为自由电子(带负电),同时共价键中留下一个负电),同时共价键中留下一个空位,称为空穴(带正电)空位,称为空穴(带正电)..本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理这一现象称为本征激发.空穴温度愈高,晶体中产生的温度愈高,晶体中产生的自由电子便愈多.自由电子便愈多.
自由电子
在外电场的作用下,空穴吸引相邻原子的价电子来填补,在外电场的作用下,空穴吸引相邻原子的价电子来填补,而在该原子中出现一个空穴,其结果相当于空穴的运动(相而在该原子中出现一个空穴,其结果相当于空穴的运动(相当于正电荷的移动).当于正电荷的移动).

本征半导体的导电机理本征半导体的导电机理
当半导体两端加上外电压时,在半导体中将出现两当半导体两端加上外电压时,在半导体中将出现两部分电流部分电流(1)(1)自由电子作定向运动自由电子作定向运动→→电子电流电子电流(2)(2)价电子递补空穴价电子递补空穴→→空穴电流空穴电流

注意:
(1) (1) 本征半导体中载流子数目极少本征半导体中载流子数目极少, , 其导电性能很差;其导电性能很差;
(2) (2) 温度愈高,温度愈高,载流子的数目愈多载流子的数目愈多,,半导体的导电性能也就愈半导体的导电性能也就愈
好.所以,温度对半导体器件性能影响很大.好.所以,温度对半导体器件性能影响很大.

自由电子和自由电子和空穴都称为载流子.空穴都称为载流子.
自由电子和自由电子和空穴成对地产生的同时,又不断复合.在一空穴成对地产生的同时,又不断复合.在一定温度下,载流子的产生和复合达到动态平衡,半导体中载定温度下,载流子的产生和复合达到动态平衡,半导体中载流子便维持一定的数目.流子便维持一定的数目.