Re: [問題] 半導體在高溫工作下

[jfsu (水精靈)]

※ 引述《woi5566 (我愛伍伍陸陸)》之銘言：
: ※ [本文轉錄自 comm_and_RF 看板 #1HkN8ZkT ]
: 作者: woi5566 (我愛伍伍陸陸) 看板: comm_and_RF
: 標題: [問題] 半導體在高溫工作下
: 時間: Thu Jun 13 15:17:52 2013
: 半導体在室溫下，導電性介於導体與絕緣体之間。
: 最常用的半導体物質為鍺(Ge)與矽(Si)。
: 溫度每升高6°C時，矽晶体的導電性即增大一倍。
: 鍺晶体之導電性則為溫度每升高10°C時增大一倍。
: 我的疑問是 既然在高溫的狀況下 導電性會提升
: 那有沒有可能在高溫的環境之下 提升到接近導體 或成為導體
: 進而導致整個IC內部的矽晶片上的電路短路呢？
: 謝謝

半導體是無法在高溫下變成導體，參考下圖的說明:
1. 低溫區，冷凝現象發生，溫度越低，雜質解離率越低，ni越低，故導電率也越低。
2. 中溫區，幾乎完全解離，電子濃度為定值，所以導電率受遷移率的影響，所以
   溫度越大，遷移率越小，導電率越小。
3. 高溫區，ni大增，影響顯著，所以溫度越高，導電率越大。

http://ppt.cc/Voek

註:
雜質的移動率受電子碰撞影響，其機制有二：
晶格散射：溫度越高，晶格熱震動越劇烈，移動率越小。
          →移動率μ～T^(-3/2)

雜質散射：雜質濃度越高，移動率越小
          溫度越高，電子速度越快，越不受離子場的影響。
　　　　　→移動率μ～T^(3/2) / Nt


另外，有鄉民已經說明，雖然IC晶片的組成是基於半導體材料，但在操作時，溫度效應
的影響並不是單純考慮材料本身的導電性而已。

附帶說明，半導體在發展早期是使用鍺為材料，在整流器或是晶體檢波器都佔有
一席之地。但它有一個非常差的特性，當操作溫度升高時，Vt改變非常巨大，
用此作成的元件在高溫就會失效。

當AT&T推出全世界第一台電晶體收音機時，在一次的展示會上就分別將裝有鍺電晶體與
矽電晶體的收音機浸於熱油中，當溫度升高時，鍺電晶體收音機開始悲鳴，不像
矽電晶體收音機仍播放著優美的曲子。
ps.當時的曲名是:絕嶺狂飆

此後，鍺的地位就開始式微了。

相反的，矽在此特性就表現的比鍺還要來得好，加上又是地球上含量第二高的元素
漸漸的就成為日後半導體主要的材料。

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在臺灣，何謂R&D工程師?
1.Reverse and Decap :IC反相工程，去膠，打開封裝，拍照，複製電路佈局。
2.Resign  and Die   :沒死的就操到辭職，沒辭職的就操到死。
3.Rework  and Debug :計畫永遠跟不上變化，變化永遠跟不上老闆的一句話！
4.Relax   and Delay :太過於輕鬆(Relax)，那麼就要有schedule delay的準備！
但是外派到大陸的臺灣郎，晚上是R (鴨)陪客戶，白天是D (豬)任人宰割！

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