导体和半导体区别是什么?

导体和半导体区别是什么?,第1张

导体和半导体区别是:

通俗的说:金属作为导体是没有禁带这一说的,电子可以随意的在其中传输。但半导体不同,本身有一个势垒,电子必须要吸收能量后才能在其中传输。金属是说它是一种半导体,但势垒很小,电子很容易就可以被激发。

打个不恰当的比方,想象电子是个球,往前运动。金属就是一个平地,半导体是个高台,绝缘体是这个高台顶天了,半金属是这个高台只有薄薄的一层。二者的区别还是来自于能带结构的不同。根据能带理论

根据价带与导带之间的间隔从窄到宽,固体可以依次分为金属、半金属、半导体和绝缘体。对于半导体和绝缘体,导带和价带之间的间隔相对较大,使得费米能级附近电子的态密度等于零,称为带隙。先说半导体。

这个概念没什么疑议,即价带和导带之间存在带隙,一般在1~3eV,通过热激发或者施加外电场可以使电子从价带跃迁至导带。半金属,在英文中对应两个侧重点不同的词,semimetal和half-metal。

半金属(semimetal)是指价带和导带之间相隔很窄的材料。由于导带和价带之间的间隔十分小,使得费米能级附近电子的态密度接近于零。半金属(half-metal)是指对于自旋为某一方向的电子表现为导体。

但是对于自旋为另一方向的电子表现为半导体或绝缘体的材料。所有半金属都是铁磁性或亚铁磁性的,但是大多数铁磁性或亚铁磁性的材料都不是半金属。许多已知的半金属都属于氧化物、硫化物或赫斯勒合金。

有人建议把half-metal翻译成“半极性金属”(或“半极金属”)以示与semimetal的区别,但文献中大多依旧两种都称作半金属。传张能带图,有助于理解。

MET:应该是 metal 或者 metalize 的缩写,是金属化的意思 DR:可能是 dry的缩写,是干燥的意思 半导体制程中,MET多应用于晶圆制造厂,DR的话,则很多process都会应用到

在65nm时代,漏电一直是降低处理器良品率、阻碍性能提升和减少功耗的重要因素。而随着处理器采用了45nm工艺,相应的核心面积会减少,导致单位面积的能量密度大幅增高,漏电问题将更加凸显,如果不很好解决,功耗反而会随之增大。而传统的二氧化硅栅极介电质的工艺已遇到瓶颈,无法满足45nm处理器的要求,因此为了能够很好的解决漏电问题,Intel采用了铪基High-K(高K)栅电介质+Metal Gate(金属栅)电极叠层技术。

相比传统工艺,High-K金属栅极工艺可使漏电减少10倍之多,使功耗也能得到很好的控制。而且,如果在相同功耗下,理论上性能可提升20%左右。正是得益于这种新技术,Intel的45nm工艺在令晶体管密度提升近2倍,增加处理器的晶体管总数或缩小处理器体积的同时,还能提供更高的性能和更低的功耗,令产品更具竞争力。

此外,我们要知道High-K栅电介质技术,相比以往的氮氧化合物/多晶硅栅堆叠技术成本会有所增加,而Intel为了保持工艺技术上的领先,不惜高成本采用了High-K栅电介质技术,我们也可以看出Intel对45nm处理器能否取得成功相当重视。而由于High-k闸极电介质和现有硅闸极并不兼容,Intel全新45nm晶体管设计也必须开发新金属闸极材料,目前新金属的细节仍属商业机密,Intel现阶段尚未说明其金属材料的组合。


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