半导体物理学第一章0.pptVIP

半导体物理学 课程安排: 本课共16周，32学时。 考核方法：平时成绩+期末考试 总评成绩构成比例为：平时成绩40%； 期末考试60% 期末考试：开卷笔试 平时成绩构成：课堂考勤共10次，各1分；课程作业（调研报告或小论文）1次30分 期末试题类型与分值比例：填空题与选择题约占30%，简述题 约占50%，计算题约占20% 调研报告或小论文参考题目 基于量子原理的电子技术 自旋晶体管的提出和面临的困难 忆阻器真有其事吗？ 霍尔效应家族简介 微电子学发展中的一些经验教训 游戏产业的发展回顾及启示 绿色能源工程要解决的关键问题 半导体一个简单问题的深入思考 华为的产品及其知识产权分析 曾经流行过的几种电子设备 磁是电的相对论效应？ U盘的前世今生 半导体第一章 1.1 半导体的晶格结构和结合性质 半导体材料 -为什么历史选择了半导体？ -半导体材料何德何能？能担此重任？ 研究内容 半导体体材料的性质：晶体、非晶体、多晶 结：同质结和异质结（构） 掺杂：半导体工艺是控制掺杂的工艺 半导体种类 半导体的纯度和结构 纯度 极高，杂质1013cm-3 结构 单晶 多晶 晶体结构 单胞 对于任何给定的晶体，可以用来形成其晶体结构的最小单元 晶体结构 三维立方单胞 简立方、 体心立方BCC、 面心立方FCC 金刚石型结构 特点： 1.金刚石型结构为两个面心立方的套构。 2.任何一个原子的最近邻均有4个原子。它们形成了一个正四面体。共价鍵。 Lattice Structures of Semiconductors 练习1 练习1答案 * 固体材料分成：超导体、导体、半导体、绝缘体 导电条件（能带论）：存在部分填充的能带；如果没有需要小的禁带 什么是半导体？ 半导体及其基本特性 固体材料：超导体: 大于106(?cm)-1 导 体: 106~104(?cm)-1 半导体: 104~10-10(?cm)-1 绝缘体: 小于10-10(?cm)-1 ？什么是半导体 从导电特性和机制来分： 不同电阻特性 不同输运机制 非晶 注：（a）单胞无需是唯一的 （ b）单胞无需是基本的 Body-centered cubic Face-centered cubic cubic 金刚石结构（ Diamond Structure） 对角线四分之一处放置4个原子 1/4原子 3/4原子 金刚石晶体结构 许多材料的结构与金刚石相同，故称之为金刚石型结构。这些材料的第IV族的 C(碳)、Si(硅)、Ge(锗)、Sn(锡)，而Si和Ge均是重要的半导体材料。原子结合形式：共价键,4个价电子，如：si:1s22s22p63s23p2 ?1s22s22p63s13p3（更稳定） 正四面体 半 导 体 有: 元 素 半 导 体 如Si、Ge 金刚石晶体结构 {100}面原子投影 闪锌矿结构(Zincblende structure) 对角线处为不同原子 闪锌矿结构的半 导 体 有: 化 合 物 半 导 体 如GaAs、InP、ZnS 闪锌矿晶体结构 金刚石型 闪锌矿型 Ga Ga Ga Ga Ga Ga Ga Ga Ga Ga Ga Ga Ga Ga As As As As Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Silicon, a = 5.43 ? (diamond structure) GaAs, a = 5.65 ? (zincblende structure) {100}面原子投影 As As As As Ga Ga Ga Ga Ga GaAs的情况 1。写出三种立方单胞的名称，并分别计算单胞中所含的原子数。 2. 计算金刚石型单胞中的原子数。 *