半导体物理与器件ppt课件.pdfVIP

课程主要内容

固体晶格结构：第一章

量子力学：第二章~第三章

半导体物理：第四章~第六章

半导体器件：第七章~第十三章

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绪论

什么是半导体

按固体的导电能力区分，可以区分为导体、半导体和绝缘体

表1.1导体、半导体和绝缘体的电阻率范围

材料导体半导体绝缘体

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电阻率ρ(Ωcm)＜1010～10＞10

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绪论

半导体具有一些重要特性，主要包括：

温度升高使半导体导电能力增强，电阻率下降

如室温附近的纯硅(Si)，温度每增加8℃，电阻率相应地降

低50%左右

微量杂质含量可以显著改变半导体的导电能力

以纯硅中每100万个硅原子掺进一个Ⅴ族杂质（比如磷）

为例，这时硅的纯度仍高达99.9999%，但电阻率在室温下

却由大约214,000Ωcm降至0.2Ωcm以下

适当波长的光照可以改变半导体的导电能力

如在绝缘衬底上制备的硫化镉(CdS)薄膜，无光照时的电

阻为几十MΩ，当受光照后电阻值可以下降为几十KΩ

此外，半导体的导电能力还随电场、磁场等的作用而改变

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1.1半导体材料

元素半导体（Si、Ge）

化合物半导体（双元素，三元素等）

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1.2固体类型半导体的晶体结构

一、晶体的基本知识

长期以来将固体分为：晶体和非晶体。

晶体的基本特点：

具有一定的外形和固定的熔点，组成晶

体的原子（或离子）在较大的范围内（至

少是微米量级）是按一定的方式有规则的

排列而成－－长程有序。（如Si，Ge，

GaAs）

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1.2固体类型半导体的晶体结构

晶体又可分为：单晶和多晶。

单晶：指整个晶体主要由原子(或离子)的一

种规则排列方式所贯穿。常用的半导体材

料锗(Ge)、硅(Si)、砷化镓(GaAs)都是单

晶。

多晶：是由大量的微小单晶体（晶粒）随机

堆积成的整块材料，如各种金属材料和电

子陶瓷材料。（晶界分离）