復旦大學微電子器件第一章電子態(tài)-資料下載頁
2025-04-29 05:36本頁面
【正文】 應的有效質(zhì)量??； ? 砷化鎵導帶的底部（稱為主能谷）和上面的極小值 (稱為子能谷）之間能量差只有 ， 高于常溫電子的熱運動能量 ； ? 砷化鎵的導帶中，和主能谷相比，子能谷的電子狀態(tài)密度大而電子遷移率低； ? 砷化鎵在第一布里淵區(qū)有八個子能谷。 施主和受主能級 硅 ： P() 、 As() 、 Sb()B() 、 Al() 、 Ga() 、 In()鍺 ： P() 、 As() 、 Sb()B() 、 Al() 、 Ga() 、 In()雜質(zhì)補償和深能級（鍺中金） 局域能級 ? 處在導帶和價帶中的電子是共有化電子，它們在晶體中的許多位置上情況基本相同 。 ? 被雜質(zhì)和缺陷束縛的電子是局域電子，它被束縛在某個雜質(zhì)附近的局部區(qū)域。必須給于能量，才能激發(fā)它脫離束縛參與共有化運動。所以它們束縛的電子處于禁帶中間的能級上。 ? 能級位置距離導帶或價帶比較近，以至于常溫下就可以幾乎全部被熱激發(fā)的能級叫淺能級，其它叫深能級。 ? 淺能級雜質(zhì)通常用于有目的地摻入半導體中控制它的導電類型和電阻率。如施主雜質(zhì)：磷、砷、銻；受主雜質(zhì)：硼、鋁、鎵、銦。 ? 雜質(zhì)缺陷形成的深能級的濃度通常比淺能級雜質(zhì)少很多，它有顯著的復合和陷阱效應，在濃度高的時候也會有顯著的補償效應。絕大多數(shù)情況下是對器件性能不利的有害因素，常常是我們要防范的對象。這也就是我們半導體工藝線對保持高度凈化特別重視的原因。 重點內(nèi)容 ? 半導體單晶中原子在空間按一定規(guī)律周期性排列。用晶列指數(shù)或晶面指數(shù)表示晶體的取向。 ? 晶體中的一個電子受到晶體內(nèi)部的原子和其他許多電子的作用，所以在外力作用下的運動規(guī)律和自由電子不同。量子力學計算表明引入電子有效質(zhì)量就可以用經(jīng)典力學的方法來處理單晶中電子行為。 ? 薛定諤方程－勢能模型－求解出 Ek關系為一系列能帶。 ? 晶體中能帶底的電子在外電場作用下表現(xiàn)為正質(zhì)量，而能帶頂?shù)碾娮颖憩F(xiàn)為負質(zhì)量。 ? 接近填滿的能帶中電子的整體行為可以用空穴來描述。 ? 空穴是帶正電荷的虛擬粒子，其有效質(zhì)量是空狀態(tài)電子有效質(zhì)量的負值。 ? 電子和空穴兩種不同載流子的存在和可控是集成電路工藝的前提。 ? 看懂硅和砷化鎵的能帶圖。 習題 ? 立方晶體有幾個 11 100? ? 試說明有效質(zhì)量的物理意義。 ? 半導體中參與導電的實質(zhì)性載流子就是電子，為什么要引入空穴？試說明你對空穴的理解。 ? 畫出一維矩形周期性勢場中電子的能量、速度和有效質(zhì)量與波矢的關系，并寫出關系式。 ? 畫出硅和砷化鎵的能量和波矢的關系，并說明其中的特點。 ? 試說明什么是施主、受主、深能級、局域能級。
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