半導(dǎo)體復(fù)習(xí)提綱(已修改)
2025-06-19 17:21 本頁(yè)面
【正文】 第一章 半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)1半導(dǎo)體的三種結(jié)構(gòu)：金剛石型（硅和鍺）閃鋅礦型（ⅢⅤ族化合物半導(dǎo)體材料以及部分ⅡⅥ族化合物如GaAs, InP, AlAs ，纖礦型（ⅡⅥ族二元化合物半導(dǎo)體ZnS、ZnSe、CdS、CdSe）.結(jié)晶學(xué)原胞是立方對(duì)稱的晶胞。2電子共有化運(yùn)動(dòng)：當(dāng)原子相互接近形成晶體時(shí)，不同原子的內(nèi)外各電子殼層出現(xiàn)交疊，電子可由一個(gè)原子轉(zhuǎn)移到相鄰的原子，因此，電子可以在整個(gè)晶體中運(yùn)動(dòng)，稱為電子的共有化運(yùn)動(dòng)。 由于內(nèi)外殼層交疊程度很不相同，所以，只有最外層電子的共有化運(yùn)動(dòng)才顯著。 3有效質(zhì)量：將晶體中電子的加速度與外加的作用力聯(lián)系起來(lái)，并且包含了晶體中的內(nèi)力作用效果。 有效質(zhì)量的物理意義：把晶體周期性勢(shì)場(chǎng)的作用概括到電子的有效質(zhì)量中去，使得在引入有效質(zhì)量之后，就可把運(yùn)動(dòng)復(fù)雜的晶體電子看作為簡(jiǎn)單的自由電子。有效質(zhì)量的正負(fù)與位置有關(guān)。大小由共有化運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)弱有關(guān)。 引入有效質(zhì)量的用處：使討論晶體電子運(yùn)動(dòng)時(shí)，問題變得很簡(jiǎn)單，否則幾乎不可能。4回旋共振就是當(dāng)半導(dǎo)體中的載流子在一定的恒定磁場(chǎng)和高頻電場(chǎng)同時(shí)作用下會(huì)發(fā)生抗磁共振的現(xiàn)象。該方法可直接測(cè)量出半導(dǎo)體中載流子的有效質(zhì)量，并從而可求得能帶極值附近的能帶結(jié)構(gòu)。（母的） 要樣品純度更高，在低溫 。 5直接帶隙半導(dǎo)體材料：導(dǎo)帶最小值(導(dǎo)帶底)和滿帶最大值相應(yīng)于相同的波矢k0間接帶隙半導(dǎo)體材料：導(dǎo)帶最小值(導(dǎo)帶底)和滿帶最大值在k空間中不同位置 . 硅、鍺與砷化鎵的區(qū)別：硅鍺為間接帶隙半導(dǎo)體；砷化鎵是直接帶隙半導(dǎo)體。 砷化鎵的禁帶寬度大，E。，寬于硅，更寬于鍺，因此砷化鎵半導(dǎo)體器件能在遠(yuǎn)高于硅半導(dǎo)體器件工作溫度、更高于鍺半導(dǎo)體器件工作溫度的450℃下正常工作；其pn結(jié)的反向電壓高，反向飽和電流低，適用于制作大功率半導(dǎo)體器件；能夠引入深能級(jí)的雜質(zhì)，制成體電阻率比鍺和硅高出三個(gè)數(shù)量級(jí)以上的集成電路襯底。其次砷化鎵的電子遷移率高、電子有效質(zhì)量小、光電轉(zhuǎn)換效率高。6能帶結(jié)構(gòu)：固體的能帶結(jié)構(gòu)（又稱電子能帶結(jié)構(gòu)）描述了禁止或允許電子所帶有的能量，這是周期性晶格中的量子動(dòng)力學(xué)電子波衍射引起的。第2章 半導(dǎo)體中雜質(zhì)和缺陷能級(jí) 雜質(zhì)類型：雜質(zhì)原子進(jìn)入半導(dǎo)體硅以后，只可能以兩種方式存在。一種方式是雜質(zhì)原子位于晶格原子間的間隙位置常稱為間隙式雜質(zhì)：另一種方式是雜質(zhì)原子取代晶格原子位于晶格點(diǎn)處，常稱為替位式雜質(zhì)。 使電子掙脫束縛成為導(dǎo)電電子所需要的能量稱為雜質(zhì)電離能。 能釋放電子而產(chǎn)生導(dǎo)電電子并形成正電中心的雜質(zhì)，稱為施主雜質(zhì)；受主雜質(zhì)：能接受電子而產(chǎn)生導(dǎo)電空穴并形成負(fù)電中心的雜質(zhì)。把被受主雜質(zhì)所束縛的空穴的能量狀態(tài)稱為受主能級(jí)；and施主能級(jí)深能級(jí)雜質(zhì)：非5族雜質(zhì)在硅、鍺的禁帶中產(chǎn)生的施主能級(jí)距離導(dǎo)帶底較遠(yuǎn)，受主能級(jí)距離價(jià)帶頂也較遠(yuǎn)，通常稱這種能級(jí)為深能級(jí)，相應(yīng)的雜質(zhì)稱為深能級(jí)雜質(zhì)。淺能級(jí)雜質(zhì)：在硅、鍺的5族雜質(zhì)的電離能都很小，所以受主能級(jí)很接近價(jià)帶頂，施主能級(jí)很接近導(dǎo)帶底，通常將這些雜質(zhì)能級(jí)稱為淺能級(jí)，將產(chǎn)生淺能級(jí)的雜質(zhì)稱為淺能級(jí)雜質(zhì)。3 N,P型半導(dǎo)體，施主雜質(zhì)失去電子，受主雜質(zhì)得到電子。4雜質(zhì)的補(bǔ)償作用（原理）：施主雜質(zhì)和受主雜質(zhì)之間有互相抵消的作用，通常稱為雜質(zhì)的補(bǔ)償作用?？梢栽撟饔弥圃旄鞣N半導(dǎo)體器件！5施主電子剛好夠填充受主能級(jí)，雖然雜質(zhì)很多，但不能向?qū)Ш蛢r(jià)帶提供電子和空穴,這種現(xiàn)象稱為雜質(zhì)的高度補(bǔ)償. （控制不當(dāng)） 誤認(rèn)高純半導(dǎo)體。 a、當(dāng)ND遠(yuǎn)大于NA時(shí) n型半導(dǎo)體：自由電子濃度遠(yuǎn)大于空穴濃度的雜質(zhì)半導(dǎo)體。 n電子濃度。b、當(dāng)NA遠(yuǎn)大于ND時(shí) p型。. p空穴濃度6點(diǎn)缺陷：間隙原子和空位是成對(duì)出現(xiàn)的，稱為弗倫克耳缺陷；若只在晶體內(nèi)形成空位而無(wú)間隙原子時(shí)，稱為肖特基缺陷。熱/點(diǎn)缺陷的數(shù)目隨溫度升高而增熱第三章 半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計(jì)分布1狀態(tài)密度 ：在能量E附近每單位能量間隔內(nèi)的量子態(tài)數(shù)。 費(fèi)米能級(jí)EF由溫度及施主雜質(zhì)濃度所決定。 2費(fèi)米能級(jí)的物理意義：費(fèi)米能級(jí)標(biāo)志了電子填充能級(jí)的水平.3記憶費(fèi)米分布函數(shù)？？【計(jì)算題？】，玻爾茲曼分布函數(shù)，前者重點(diǎn) 在熱
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