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1、半导体物理学，刘恩科，半导体物理学，教材：半导体物理学(第6版)，刘恩科等的编辑，电子工业出版社工具书：半导体物理和德老虎钳(第3版)，Donald A.Neamen萩，电子工业出版社， 半导体中的电子态半导体中的杂质和缺陷能级半导体中的载流子的统一分布半导体的导电性非平衡载流子pn结电容金属和半导体的接触半导体表面和MIS结构、半导体物理学、固体电子单元之一、微电子学、光电子、固体(主要在半导体材料上构成的微小型化演示老虎钳、电路， 及系统的电子单位学科、微电子学概要：半导体概要、微电子学研究领域、半导体老虎钳物理IC集成电路过程IC集成电路设定与测试、微电子学发展特征、高集成化、低电功耗、

2、向高性能高可靠性电路方向的发展与其它学科的相互渗透，形成了新的学科领域：光电集成、MEMS， 生物芯片、半导体概要半导体及其基本特性、半导体中的电子态半导体中的杂质和缺陷能级半导体中的载流子的统一分布半导体的导电性非平衡载流子pn结电容金属和半导体的接触半导体表面和MIS结构、半导体物理学、半导体的纯度和结构、纯度极高、杂质1013cm-3结构、晶体结构， 单电池是可用于对任何规定的结晶形成其结晶结构的最小单位，注： (a )单电池不一定是唯一的，(b )单电池不一定是基本的，结晶结构、三次元立方单电池单立方、体心立方、面立方、金刚石结晶结构、金刚石结构， 原子键形式：共价键结晶结构半导体是S

3、i、Ge等3360元素半导体，金刚石结晶结构，半导体是GaAs、InP、ZnS等3360化合物半导体，闪锌矿结晶结构，金刚石型闪锌矿型，练习，1，单电池是基本的、唯一的尤针织面料。 () 2、按半导体结构分类应用最广泛的是() 3 .写出3种立方单元的名称，分别修正单元中含有的原子数。 4 .修正金刚石型单电池中的原子数。 原子的能级、电子层层不同的枝壳层电子1s； 2s、2p； 3s、2p、3d； 共有化运动，14，电子的能级为量子化，n=3电子，n=2 8电子，n=1 2电子，Si，h，Si原子的能级， 原子的价带： 0K条件下电子被填充的能量的乐队传导带： 0K条件下电子未被填充的能量的

4、乐队间隙：传导带底和价带顶之间的能量差、半导体的能带结构、传导带、价带、Eg、自由电子的运动、微粒是波粒二象性， 半导体中2.si原子结构图(描绘s状态和p状态，明确记载该能级层上的电子数) 3，电子所处的能级越低越稳定。 (4)无论是自由电子还是晶体材料中的电子，他们出现在什么地方的概率都是一定的。 ()5.分别叙述半导体、金属和绝缘体在导电过程中的差异。半导体中的E(K )与k的关系在传导带底部的频率、附近值较小，在附近泰勒(Taylor )展开，半导体中的E(K )与k的关系代入上式，自由电子的能量、微粒子具有波粒二象性、半导体，半导体中的电子的加速度、半导体中的电子的强度为e的施加电荷

5、外力对电子作用电子能量的变化，半导体中的电子加速度，即有效质量的意义，自由电子只受到外力，半导体中的电子不仅受到外力的作用，还受到半导体内部势场的作用意义：有效质量概括了半导体内部势场的作用， 研究半导体中电子的运动规律时更简便(有效质量可通过实验测定)，只有空穴、非满带电子导电带电子和价带空穴具有导电特性的电子带负电-q (传导带底)，空穴带正电q (价电子带顶)、k空间等能量面，k=0时能量带极端值、传导带底附近、价电子带顶以k空间等能量面、为坐标轴构成空间，空间的任意向量表示波浪箭头等能量面为球面(理想)，半导体中的电子状态半导体中的杂质和缺陷能级半导体中的载流子的统一分布半导体的导电性

6、非平衡载流子pn结电容金属和半导体的接触半导体表面和MIS构造，半导体物理学， 与理想的偏差，晶格原子不仅会振动，对含有材料杂质的晶格中存在缺陷点缺陷(空孔、间隙原子)的线缺陷(变位)面缺陷(堆垛层错)和理想的偏差的影响，极微量的杂质和缺陷不仅会对半导体材料的物理性质和化学性质产生决定性的影响，而且还会严重地影响半导体去老虎钳的品质。 一个b原子/个Si原子在室温下电导率倍Si单晶的位错密度的要求低，与理想背离的原因是杂质和缺陷的存在原本周期性排列的原子破坏周期性势场，在禁带导入能级，允许在禁带存在电子，使半导体的性质变化。 硅、锗晶体中杂质能级，例如如图所示，在光栅常数a的Si晶胞中，(a)

7、Si原子半径(b )晶胞中的所有Si原子在晶胞中所占的比例，解： (a )、(b )，如求出间隙的间隙型杂质原子那样较小，例如Si、Ge 杂质原子代替晶格原子位于晶格点，将该杂质称为置换杂质。 取代型杂质原子的大小和价电子壳层结构要求接近被取代的晶格原子。 例如，族元素体与Si、Ge结晶都是置换型杂质。 间隙型杂质，置换型杂质，每单位体积的杂质原子数称为杂质浓度，练习，1，实际上k空间的等能量面和理想的等能量面分别是什么形状？ 为什么会有差异呢？ 2 .实际的半导体材料和理想的半导体材料有什么不同？ 3 .杂质和缺陷如何影响半导体的特性？ 施主：掺杂在半导体中的杂质原子向半导体供给导电性的电子

8、，成为带正电的络离子。 例如，Si中的p和As、n型半导体、半导体的掺杂大头针、施主能级、受主：掺杂到半导体的杂质原子向半导体中供给导电性的空穴，成为带负电的络离子。例如，Si中的b、p型半导体、半导体的掺杂大头针、受主能级、半导体的掺杂大头针、族杂质在Si、Ge结晶中分别是受主和施主杂质，在禁带中导入能级的受主能级比带顶高，施主能级比传导带底低，都是浅能级杂质处于中性状态和分离状态两种状态。 在分离状态时，从施主杂质引导乐队供给的电子成为正的电中心，从施主杂质引导乐队供给的电子成为正的电中心，受主杂质向价电子带供给的空穴成为负的中心。 云同步中存在施主和受主的杂质。 在n型半导体、n型半导体

9、、半导体中，施主和受主杂质存在于云同步中。 p型半导体、p型半导体、杂质的补偿作用、在半导体中施主和受主杂质存在于云同步的情况下，根据半导体是n型还是p型杂质的浓度差决定半导体中的杂质浓度(有效施主浓度； 有效受主浓度)杂质的高度补偿()、点缺陷、法兰克尔缺陷间隙原子和空穴对中出现的散粒牛鼻子缺陷只存在空穴，不存在间隙原子间隙原子和空穴这两种点缺陷是温度的影响大、热缺陷，它们不断发生、复合，达到动态平衡空穴表现为受主的间隙原子是施主作用、点缺陷、取代原子(化合物半导体)、位错、位错是半导体中的缺陷，对材料和去老虎钳的性能有很大影响。 在位错、供体的情况下，主要是练习、1、族杂质在Si、Ge结晶

10、中为深能级杂质。 () 2、受主杂质向价带供给的空穴为正电中心。 () 3、杂质处于()和()两种状态。 4 .空穴显示()作用，间隙原子显示()作用。 以GaAs中Si的行为为例，说明化合物中可能出现族杂质的对偶式行为。 半导体中的电子状态半导体中的杂质和缺陷能级半导体中的载流子的统一分布半导体的导电性非平衡载流子pn结电容金属和半导体的接触半导体表面与MIS结构、半导体物理学、热平衡状态、在一定温度下载流子的产生和载流子的再结合确立了动平衡，并将此时的载流子称为热平衡载流子。 半导体的热平衡状态受到温度的影响，一个特定的温度对应于一个特定的热平衡状态。 半导体的导电性强烈受到温度的影响。

11、状态密度的概念，能量乐队中能量附近的每单位能量间隔的量子态数。 当能量乐队中的能量在无穷小的能量间隔上具有量子态时，状态密度可以是状态密度的修正，状态密度的修正单元空间的量子态能量在空间中相对应的体积前乘以二者，根据定义式确定状态密度，并且空间中的电子的允许能量状态密度考虑电子的斯大头针推导出状态密度、传导带底附近的状态密度(理想情况)、状态密度、(传导带底)、(价带顶)、练习、1、价带顶附近的状态密度、费米能级，根据量子统一校正理论，遵循泡利不相容原理的电子按照费米统一校正规则对能量为e的费米分布函数， 费米能级或费米能量温度导电型杂质含量零点选择处于热平衡状态的电子系统中存在统一的费米能级

12、、费米分布函数，在这种情况下，热力学温度为0度时，如果能够视为费米能级是否被电子占有的界限，则费米能级是是量子态基本上被电子占据或几乎为空的标识牌，因此，玻耳兹曼分布函数是被称为电子的玻耳兹曼分布函数、玻耳兹曼分布函数、空位的玻耳兹曼分布函数、 转换为波尔兹曼分布函数可以描绘的价带中的空位分布可以用空位的波尔兹曼分布函数来描绘(大部分空位分布在价带的顶部) 遵循费米能级修正律的电子系统称为简并性性系统玻耳兹曼能级修正律的电子系统被称为非简并性性系统费米能级修正律和玻耳兹曼能级修正律的主要区别：前者受冒泡的不相容原理的限制，在练习中，1，空位占费米能级的概率在各温度下总是1/2。 () 2，表示

13、费米能级的位置高，能量高的量子态中电子很多。 () 3、能量e的量子态被一个空位占据的概率为() 4 .传导带中的电子浓度，为什么电子分布在传导带的底部，空穴分布在价带的顶部，以及传导带之间从传导带底部到传导带顶部积分一个电子，当能量带中的电子总数除以半导体体体积时，所述传导带中的电子浓度、传导带中的电子浓度、传导带中的电子浓度、传导带宽的典型这样得到传导带中的电子浓度，在价带中的空穴浓度、同样价带中的空穴浓度、载流子浓度的乘积、同样价带中的空穴浓度热平衡状态的非简并性半导体中，在一定的温度下乘积是一定的，当电子浓度增大时空穴浓度减少，相反，在本征半导体载流子浓度、本征半导体中没有杂质或缺陷的

14、半导体， 本征费米能级、本征载流子浓度(可以适用于本征半导体，也可以适用于非简并性杂志半导体)、非本征半导体载流子浓度、在一个能级中可以容纳与扫描大头针方向相反的两个电子杂质能级的是以下两种情况中的任意一种：非本征半导体载流子浓度、施主能级上的电子浓度(未电离的施主浓度) 受主能级上的电子浓度(未电离的受主浓度)、非本征半导体载流子浓度、电离施主浓度、受主浓度、n和p等其他转换式，对于本征半导体，费米能级， 对掺杂半导体中的电子态半导体中的杂质和缺陷能级半导体中的载流子的统一分布半导体的导电性非平衡载流子pn结电容金属和半导体的接触半导体表面和MIS结构、半导体物理学、载流子传输、半导体中的载

15、流子传输有三种形式：漂移扩散发生和复合、欧姆定律、金属导体施加电压、 电流强度是电流密度欧姆定律，均匀的导体施加电压，电场强度是电流密度为欧姆定律的微分形式，施加漂移电流、漂移运动电压时，导体内部的自由电子受到电场力的作用而向电场的反方向进行取向运动(将取向运动的速度称为漂移速度)，电流密度、漂移速度、漂移速度、 半导体的导电率和迁移率半导体中的导电作用在电子导电和空穴导电的总和电场强度小时得到满脚丫子，因此半导体中的导电率根据半导体的导电率和迁移率、n型半导体p型半导体本征半导体、Question、导体施加的电场，导体内的载流子的漂移电流有两种表现形式，可以得到一定、增大、热运动、热运动由于热运动晶体中的碰撞和散射净速度为零，净电流为零平均自由时间为热运动，有外部电场作用时，载流子受到电场力的作用，被云同步散射的载流子在外部电场作用下产生热运动和漂移运动的重日式榻榻米，因此电流密度恒定， 作为散射原因的载流子在半导体内被发射的根本原因是，周期性的势场被破坏，附加的势场使能量乐队中的电子在不同的状态间转移，使载流子的移动速度和方向发生变化，产生散射行为。 络离子化杂质的散射、杂质电离