半導(dǎo)體器件物理第二章能帶和載流子-展示頁
2025-01-22 12:26本頁面
【正文】 導(dǎo)體、絕緣體 ? 價帶：電子已占滿，在外場作用下，不形成電流。 14 晶體電子兼有 原子運(yùn)動 和 共有化運(yùn)動 原子運(yùn)動 ?? 電子在原子核周圍作局域運(yùn)動 共有化運(yùn)動 ?? 電子在 不同原子的相同軌道 上轉(zhuǎn)移 不同軌道電子的共有化運(yùn)動程度不同（附圖如后） 內(nèi)層電子 弱 外層電子 強(qiáng) 共有化運(yùn)動是晶體電子運(yùn)動的特征，也是使晶體原子相互結(jié)合形成周期性晶格的原因 電子共有化運(yùn)動的產(chǎn)生是由于不同原子的相似殼層間的交疊 15 共有化運(yùn)動的強(qiáng)弱 ?? 決定于 形式（擴(kuò)展性） )(rku共有化運(yùn)動弱 內(nèi)層電子 “緊束縛近似” 共有化運(yùn)動強(qiáng) 外層電子（價電子） “近自由電子近似” 16 原子能級分裂為能帶的示意圖 ? N個原子互相靠近結(jié)合成晶體后，每個電子都要受到周圍原子勢場的作用，其結(jié)果是每一個 N度簡并的能級都分裂成 N個彼此相距相近的能級，這 N個能級組成一個能帶。 能帶 ? 電子共有化運(yùn)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(yùn)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(yùn)動。 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。 ?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。 共價鍵中有一定的離子性，稱為 極性半導(dǎo)體。) 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。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。 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。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
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