元器件的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

人類研究半導(dǎo)體器件已經(jīng)超過125年‘n，迄今大約有60種主要的器件以及100種和主要器件相關(guān)的變異器件‘q．但所有這些器件均可由幾種基本器件結(jié)構(gòu)所組成圖1.2(a)是金屬半導(dǎo)體( metal-semiconductor)接觸界兩(interface)的示意圖，此種界面由金屬和半導(dǎo)體兩種材料緊密接觸所形成．早在公元1874年即有人研究這種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，可以說，它開創(chuàng)了半導(dǎo)體器件研究的先河．

金屬一半導(dǎo)體可以用來做整流接觸( rectifying contact)．使電流只仇由單一方向流過：或者也可以用來作歐姆接觸(ohmic  contact)電流可以雙向通過·且落在接觸上的電壓降很小，甚至可以忽略．此種界面可以用來形成很多有用的器件例如，利用整流接觸當(dāng)(Sate)，利用歐姆接觸當(dāng)作漏極(drain)和豫極(source)，即形成一個金半場效應(yīng)晶體臂(metal-semiconductor  field-effec transistoriMESFE7).；棒穢晶體管是一種很熏要的微波器件( microwave device)

第二種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是p-n結(jié)(junction)，如圖1.2(b)所示，是一種由p型（有帶正電的載流子）和n型（有帶負(fù)電的載流子）半導(dǎo)體接觸成的結(jié)．p-n結(jié)是大部分半導(dǎo)體器件的關(guān)鍵基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其理論也可說是半導(dǎo)體器件物理的基礎(chǔ)，如果我們結(jié)合兩個p-n結(jié)，亦即加上另一個p型半導(dǎo)體·就可以形成一|個．p-n-p雙極型晶體管（p-n-p！bipolartransistorJ．，這是_二種在1947年發(fā)明的晶體管，它為半導(dǎo)體工業(yè)帶來了空前的沖擊．而如果我們結(jié)合蘭個pn結(jié)就可以形成p-n-p-n結(jié)構(gòu)·這是一種開關(guān)器件(switching device)．叫作可控硅器件(thyristor)．

第三種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是異質(zhì)結(jié)( heteroj unction  interfade)，如圖1.2Cc)所示，這是由兩種不同材料的半導(dǎo)體接觸形成的結(jié)．例如，我們可以用砷化鎵和砷化鋁接觸來形成一個異質(zhì)結(jié)．異質(zhì)結(jié)是快速器件和光電器件的關(guān)鍵構(gòu)成要素

圖1.2(d)顯示的是金屬一氧化物一半導(dǎo)體( metal-oxide-sem.iconductor，MOS)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以視為是金屬·氧化物界面和氧化一半導(dǎo)體界面的結(jié)合，用mos結(jié)構(gòu)當(dāng)作柵極，再用兩個p-n結(jié)分別當(dāng)作漏極和源極，就可以制作出金氧半場效應(yīng)晶體管(metalt-oxide semi-conductor field-effect transistor，MOSFET)，對先進(jìn)的集成電路而言，要將上萬個器件整合在一個集成電路芯片（chip，或譯晶粒）中，MOSFET是最重要的器件.

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