固体电子器件PPT课件

1、 固 体 电 子 器 件Solid State Electronic Devices沈阳工业大学沈阳工业大学 电子科学与技术系电子科学与技术系第一篇第一篇 半导体物理基础半导体物理基础7 载流子的输运载流子的输运1 绪绪 论论 2 晶体结构晶体结构3 半导体中的电子状态半导体中的电子状态4 半导体中杂质和缺陷能级半导体中杂质和缺陷能级5 载流子载流子 6 载流子的浓度载流子的浓度材料材料导体导体半导体半导体绝缘体绝缘体电阻率电阻率(cm) 10-310-3109109表表 1 导体、半导体和绝缘体的电阻率范围导体、半导体和绝缘体的电阻率范围 什么是半导体？什么是半导体？（1）导电性）导电性 电

2、阻率介于导体与绝缘体之间；电阻率介于导体与绝缘体之间；1 1 绪绪 论论 温度可以显著改变半导体导电能力；温度可以显著改变半导体导电能力； 微量杂质可以显著改变半导体导电能力；微量杂质可以显著改变半导体导电能力； 光照、磁场、电场等外界因素也可显著改变半导体的导电能力；光照、磁场、电场等外界因素也可显著改变半导体的导电能力； 半导体是一类性质可受光、热、磁、电，微量杂质等作用而改变其性质的材料。半导体是一类性质可受光、热、磁、电，微量杂质等作用而改变其性质的材料。 1 1 绪绪 论论 电子和空穴两种载流子参于导电。电子和空穴两种载流子参于导电。（1）导电性）导电性 元素半导体元素半导体 有机化

3、合物半导体有机化合物半导体 液态半导体液态半导体（2）分类）分类- 组成组成 无机化合物半导体无机化合物半导体1 1 绪绪 论论 1 1 绪绪 论论 （2）分类）分类按原子或分子排列规律性分：按原子或分子排列规律性分：整个晶体中整个晶体中排列有序排列有序不存在长程有序或不存在长程有序或几个尺度内有序几个尺度内有序在小区域内在小区域内完全有序完全有序无定形（非晶）无定形（非晶）多多 晶晶单单 晶晶应应用用无定形硅薄膜无定形硅薄膜- -加工液晶显示器加工液晶显示器多晶硅多晶硅-太阳能电池太阳能电池单晶硅单晶硅-电子器件电子器件集成电路制造集成电路制造2 晶体结构晶体结构衍射性衍射性。对称性；对称性

4、；多面体外形；多面体外形；熔点固定；熔点固定；各向异性；各向异性；均匀性；均匀性；（1）晶体的共性）晶体的共性（2）硅的结构和特性）硅的结构和特性+4+4+4+42 晶体结构晶体结构（3）晶向和晶面）晶向和晶面2 晶体结构晶体结构110（4）硅片鉴别方法硅片鉴别方法 2 晶体结构晶体结构第一篇第一篇 半导体物理基础半导体物理基础7 载流子的输运载流子的输运1 绪绪 论论 2 晶体结构晶体结构3 半导体中的电子状态半导体中的电子状态4 半导体中杂质和缺陷能级半导体中杂质和缺陷能级5 载流子载流子 6 载流子的浓度载流子的浓度3 半导体中的电子状态半导体中的电子状态+Er+能级能带3 半导体中的电子状态半导体中的电子状态 下能带恰好容纳下能带恰好容纳4N个价电子而形个价电子而形成满带，上能带则成为没有价电子成满带，上能带则成为没有价电子占据的空带。占据的空带。 对于硅或锗晶体，由于对于硅或锗晶体，由于sp轨道轨道杂化杂化，本应统一的价带分成上、下，本应统一的价带分成上、下各包含各包含2N个量子态的能带。个量子态的能带。3 半导体中的电