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图解半导体制程概论（1）
第一章半导体导论
█半导体的物理特性及电气特性
【半导体】具有处于如铜或铁等容易导电的【导体】、与如橡胶或玻璃等不导电的【绝缘体】中间
的电阻系数、该电阻比会受到下列的因素而变化。如：
杂质的添加·温度
光的照射·原子结合的缺陷
█半导体的材料
硅(Si)与锗(Ge)为众所周知的半导体材料.这些无素属于元素周期素中的第IV族,其最外壳(最外层的
轨道)具有四个电子.半导体除以硅与锗的单一元素构成之处,也广泛使用两种以上之元素的化合物半导体.
●硅、锗半导体
（Si、GeSemiconductor)
单结晶的硅、其各个原子与所邻接的原子共价电子（共有结合、共有化）且排列得井井有条。利用
如此的单结晶，就可产生微观性的量子力学效果，而构成半导体器件。
●化合物半导体
(CompoundSemiconductor)
除硅（Si)之外，第III族与第V族的元素化合物，或者与第IV族元素组成的化合物也可用于半导体
材料。
例如，GaAs（砷化镓）、Gap（磷化砷）、AlGaAs（砷化镓铝）、GaN（氮化镓）SiC（碳化
硅）SiGe（锗化硅）等均是由2个以上元素所构成的半导体。
█本征半导体与自由电子及空穴
我们将第IV族（最外层轨道有四个电子）的元素（Si、Ge等），以及和第IV族等价的化合物（GaAs、
GaN等），且掺杂极少杂质的半导体的结晶，称之为本征半导体（intrinsicsemiconductor）。
●本征半导体（intrinsicsemiconductor）
当温度十分低的时候，在其原子的最外侧的轨道上的电子（束缚电子（boundelectrons）用于结合
所邻接的原子，因此在本征半导体内几乎没有自由载子，所以本征半导体具有高电阻比。
●自由电子（freeelectrons）
束缚电子若以热或光加以激发时就成为自由电子，其可在结晶内自由移动。
●空穴（hole）
在束缚电子成为自由电子后而缺少电子的地方，就有电子从邻接的Si原子移动过来，同时在邻接的
Si原子新发生缺少电子的地方，就会有电子从其所邻接的Si原子移动过来。在这种情况下，其与自由电子
相异，即以逐次移动在一个邻接原子间。缺少电子地方的移动，刚好同肯有正电荷的粒子以反方向作移动
的动作，并且产生具有正电荷载子（空穴）的效力。
█添加掺杂物质的逆流地导体与电子及空穴
将第V族的元素（最外层的轨道有五个电子）添加在第IV族的元素的结晶，即会形成1个自由电子
且成为N型半导体。
将第Ⅲ族的元素（最外层的轨道有三个电子）添加在第IV族的元素的结晶，即会产生缺少一个电子
的地方且成为P型半导体。
●N型半导体（NtypeSemiconductor）
N型半导体中，自由电子电成
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