半導(dǎo)體器件物理第二章能帶和載流子(已修改)
2025-01-25 12:26 本頁面
【正文】 1 半導(dǎo)體材料 基本 晶體結(jié)構(gòu) 基本晶體生長技術(shù) 共價鍵 能帶 本征載流子濃度 施主與受主 第 2章 熱平衡時的能帶和載流子濃度 2 167。 半導(dǎo)體材料 ? 固體材料：絕緣體、半導(dǎo)體和導(dǎo)體 ? 半導(dǎo)體易受溫度、光照、磁場及微量雜質(zhì)原子影響 ? 元素半導(dǎo)體：硅、鍺 ? 化合物半導(dǎo)體：二元、三元、四元化合物 GaAs 、 InP、 AlxGa1xAs、 Gaxln1xAsyP1y 3 167。 基本晶體結(jié)構(gòu) ? 基本立方晶體單胞 ? 金剛石結(jié)構(gòu) ? 閃鋅礦結(jié)構(gòu) ? 金剛石結(jié)構(gòu)和閃鋅礦結(jié)構(gòu)的區(qū)別 4 金剛石晶格結(jié)構(gòu) ? Si,Ge,C 等 IV族元素，原子的最外層有四個價電子 ?正四面體結(jié)構(gòu)：每個原子周圍有四個最近鄰的原子。 5 金剛石晶格結(jié)構(gòu)：復(fù)式晶格。由兩個面心立方晶格沿立方對稱晶胞的體對角線錯開1/4長度套構(gòu)而成。 排列方式 以雙原子層 ABCABC Si Ge GaAs 5X1022 晶格常數(shù) a (197。) 原子密度 晶格常數(shù) 6 （ 111） （ 111） 7 晶格由兩種不同原子組成的面心立方晶格套構(gòu)而成。雙原子復(fù)式格子 III－ V族化合物，每個原子被四個異族原子包圍。 共價鍵中有一定的離子性，稱為 極性半導(dǎo)體。 閃鋅礦晶格結(jié)構(gòu) (Zincblende Structure), GaAs, InP 8 金剛石結(jié)構(gòu)和閃鋅礦結(jié)構(gòu)的區(qū)別 ?不同：前者由兩種相同的原子組成，后者由兩類不同的原子組成。 ?相同：都由兩面心立方晶格，沿空間對角線彼此位移四分之一空間對角線長度套構(gòu)而成。 9 167。 基本晶體生長技術(shù) ? 硅晶體、 95%（目前半導(dǎo)體材料） ? 原始材料：石英巖（高純度硅砂 SiO2） ? 步驟： 1 、 SiC+SiO2—Si+SiO+CO 2 、 Si+3HCl —SiHCl3+H2 3 、 SiHCl3+H2 —Si+3HCl 多晶硅 4 、拉單晶 ：柴可拉斯基法 10 11 167。 共價鍵 ? 金剛石晶格結(jié)構(gòu)：共價鍵 ? 閃鋅礦晶格結(jié)構(gòu)：共價鍵 但存在微量離子鍵成分 ? 本征激發(fā)或熱激發(fā)： 電子與空穴 ? 見 Flash 12 167。 能帶 ? 電子共有化運動 ? 原子能級分裂成能帶 ? 絕緣體、半導(dǎo)體、導(dǎo)體的能帶 13 電子共有化運動 2p 3s 3s 3s 3s 2p 2p 2p 原子組成晶體后，由于電子殼層的交疊，電子不再局限在某一個原子上，可以由 一個原子轉(zhuǎn)移到相鄰的原子中去，可以在整個晶體中運動。稱為 電子的共有化運動。 14 晶體電子兼有 原子運動 和 共有化運動 原子運動 ?? 電子在原子核周圍作局域運動 共有化運動 ?? 電子在 不同原子的相同軌道 上轉(zhuǎn)移
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