半导体常用名词定义..pdfVIP

操千曲尔后晓声，观千剑尔后识器。——刘勰

#15728.半导体物理学（semiconductorphysics）

半导体物理学是固体物理学的重要分支，是固体电子学的基础。半导体材料物理性质的研究最早可追溯到1833

年，当时法拉第发现硫化银的电导率随温度升高而迅速增加。1873年史密斯发现光照能改变硒的电导率，1874

年布朗发现硫化铅与一个探针接触时呈现整流效应。但对半导体中电子输运过程的深刻理解则归因于量子力学的

创立及基于单电子理论的能带模型的建立。20世纪30年代末，莫特、达维多夫和肖特基发展了金属-半导体接触

的整流理论。在此基础上肖克利、布拉顿和巴丁发明了第一个固体放大器——点接触晶体管，并于1956年获得

诺贝尔物理学奖。这一发明及其后来的结型晶体管的制作是半导体器件发展史上的划时代突破，是固体电子学时

代的开始。20世纪50年代后期基尔比和诺伊斯发明了集成电路，实现了电路的微型化，引发了电子技术的革命。

1958年江崎玲於奈发现了pn结二极管中的电子隧道现象，因此而获得1973年诺贝尔物理学奖。由两种不同半导

体材料直接接触构成的半导体异质结构概念是1960年前后由克罗默和阿尔弗洛夫提出的。1982年克利青

（Klitzing）在超薄的异质结构中发现了基于反型层中二维电子运动的量子霍尔效应并获1985年诺贝尔物理学

奖。其后崔琦和施特默在超高纯半导体材料中又发现分数量子霍尔效应。劳克林用量子流体的理论进行了解释，

并与崔琦、斯特默（Stormer）分享了1998年诺贝尔物理学奖。半导体异质结构的发展产生了更快的晶体管——

高电子迁移率晶体管及性能更优良的激光器——双异质结激光器。克罗默和阿尔弗洛夫因此获得2000年诺贝尔

操千曲尔后晓声，观千剑尔后识器。——刘勰

物理学奖。1970年江崎玲於奈和朱兆祥首先提出超晶格的概念。它是一种人造的周期性结构，其中电子的运动在

一个方向上受到限制即电子在二维平面内运动，这种结构称为量子阱。如果电子的运动在两个维度方向上均受到

限制时，这种结构称为量子线。若电子在三个维度方向上的运动均受到限制则称为量子点。量子结构中的电子能

态具有离散的而不是连续的结构，因此载流子的分布是离散的。通过制作量子结构，不仅将材料的能带变成离散

能级或子能带，甚至可以改变能带结构，把间接带隙变为直接带隙，因此将大大改善半导体器件的性能。量子阱、

量子点激光器及正在研究的单电子晶体管都是具有量子结构的半导体器件。半导体量子结构的制备，量子效应及

量子器件的研究正成为21世纪半导体物理及器件物理研究的主导方向，并将引起以集成电路光电子器件及光电

集成为基础的信息产业的新的革命。

#15729.半导体（semiconductor）

导电能力介于导体与绝缘体之间的一种材料。其能量系统分为许可能带和禁带，禁带处于价带和导带之间。半导

体的禁带宽度较窄，在室温下由热激发就可能引起显著的电离。热电离产生自由电子和自由空穴，半导体的导电

过程依赖于这两种载流子。在半导体中掺入杂质将大大改变其导电能力，可制得掺杂半导体。如果材料中自由电

子密度大于自由空穴密度称n型半导体，反之称为p型半导体。未掺杂、无缺陷的半导体具有相等的自由电子和

自由空穴密度称为本征半导体，而掺杂的半导体称为非本征半导体。半导体一般是晶体材料，通常由四价或平均

操千曲尔后晓声，观千剑尔后识器。——刘勰

为四价的原子组成的类金刚石材料，硅和锗是常见的单质半导体，砷化镓是最常见的化合物半导体。

#15730.能带（energyband）

相邻原子在组成固体时，其相应的电子能级由于原子间的相互作用而分裂，由于固体中包含的原子数很大，分离

出来的能级十分密集，形成一个在能量上准连续的分布即能带。由不同的原子能级所形成的允许能带之间一般隔

着禁止能带。

#15732.导带（conductionband）

根据能带理论，固体中的电子态能级分裂为一系列的带，在带内能级分布是准连续的，带与带之间存在有能量间

隙。在非导体中，电子恰好填满能量较低的一系列能带，再高的各带全部都是空的，在填满的能带中尽管存