第二章半导体中的基本性质 了解掌握半导体一些基本的材料性质,主要包括:Si为代表 的半导体的基本性质、概念、物理规律。包括:半导体的电 学性质和晶体结构、结合性质、能带和量子力学基础、导电 机制等 本章内容(安排4次课) §21半导体材料特征(一次课) §22半导体结合的性质(一次课) §23量子力学基础(一次课) §24半导体能带和导电机制(一次课) 北京大学微电子学研究所
北京大学 北京大学 微电子学研究所 微电子学研究所 第二章 半导体中的基本性质 半导体中的基本性质 本章内容（安排 本章内容（安排 4次课） §2.1 半导体材料特征（一次课） §2.2 半导体结合的性质（一次课） §2.3 量子力学基础（一次课） §2.4 半导体能带和导电机制 （一次课） 了解掌握半导体一些基本的材料性质，主要包括：Si为代表 的半导体的基本性质、概念、物理规律。包括：半导体的电 学性质和晶体结构、结合性质、能带和量子力学基础、导电 机制等
第二章半导体中的基本性质 §2.1半导体材料特征 从基本的材料性质层面了解半导体的电学和结构特征 21.1什么是半导体 2.1.2晶体、多晶和非晶 2.13晶体的特征和基本性质 2.1.4晶体的晶向和晶面 2.1.5元素半导体S、Ge晶体的金刚石结构 2.1.6化合物半导体GaA的闪锌矿结构 北京大学微电子学研究所
北京大学 北京大学 微电子学研究所 微电子学研究所 第二章 半导体中的基本性质 半导体中的基本性质 § 2.1 半导体材料特征 半导体材料特征 2.1.1 什么是半导体 2.1.2 晶体、多晶和非晶 晶体、多晶和非晶 2.1.3 晶体的特征和基本性质 晶体的特征和基本性质 2.1.4 晶体的晶向和晶面 晶体的晶向和晶面 2.1.5 元素半导体Si、Ge晶体的金刚石结构 晶体的金刚石结构 2.1.6 化合物半导体GaAs的闪锌矿结构 从基本的材料性质层面了解半导体的电学和结构特征
第二章半导体中的基本性质 §2.1半导体材料特征 211么是半导体 了解:为什么称为半导体?与其 他材料相比还有什么特点?如何 区分半导体? 为了表征和研究不同的材料,通常需要对材料根据其不同的 特征进行分类。半导体是固体材料的一种。按照材料的导电 能力分类,固体材料可分:超导体、导体、半导体、绝缘体 导体:p~103-1099.cm 绝缘体:p~10209.cm 半导体:p~106-1029.Cm 超导体:电阻率~0 半导体称谓源于其导电能力介于导体和绝缘体间。 北京大学微电子学研究所
北京大学 北京大学 微电子学研究所 微电子学研究所 第二章 半导体中的基本性质 半导体中的基本性质 为了表征和研究不同的材料，通常需要对材料根据其不同的 特征进行分类。半导体是固体材料的一种。按照材料的导电 能力分类，固体材料可分：超导体、导体、 半导体、绝缘体 2.1.1 什么是半导体 导体：ρ∼10-3 - 10-9 Ω. cm 绝缘体： ρ∼ 1020 Ω. cm 半导体： ρ∼106 - 10-2 Ω. Cm 超导体：电阻率～0 半导体称谓源于其导电能力介于导体和绝缘体间。 § 2.1 半导体材料特征 半导体材料特征 了解：为什么称为半导体？与其 他材料相比还有什么特点？如何 区分半导体？
第二章半导体中的基本性质 §2.1半导体材料特征 进一步的研究显示,可以根据导电能 211什么是半导体力的温度依赖特征更好地区分金属 半导体、超导体 不同的电阻温 度特性,说明 半导体与金属 platinum的电阻率独特 不同材料之间 的温度特性, 具有不同的导 ner 常被用来鉴别 电机制 半导体材料与 金属。 ·真正了解半导体的性质和特征,需要从能带论出发 北京大学微电子学研究所
北京大学 北京大学 微电子学研究所 微电子学研究所 第二章 半导体中的基本性质 半导体中的基本性质 不同的电阻温 度特性，说明 不同材料之间 具有不同的导 电机制 2.1.1 什么是半导体 •真正了解半导体的性质和特征，需要从能带论出发 Si 进一步的研究显示，可以根据导电能 力的温度依赖特征更好地区分金属、 半导体、超导体 § 2.1 半导体材料特征 半导体材料特征 半导体与金属 的电阻率独特 的温度特性， 常被用来鉴别 半导体材料与 金属
2.1.1什么是半导体 半导体的导电能力可以通过掺杂,在很宽的范围内调制; ·半导体可以通过的掺杂使其导电类型发生变化(可区分为N 型和P型); 通过掺杂实现导电能力和类型的可控调制( Engineering),是 半导体材料不同于其他材料的最大特征之 半导体能够得到广泛应用的主要原因: 能够通过掺杂改变半导体的导电类型和导电能力; 不同类型半导体接触可形成具有单向导电性的pn结二极管 半导体材料被提纯后,才能得到应用; Ge首先被应用,但Si应用更为广泛; Ge器件重新收到重视。 北京大学微电子学研究所
北京大学 北京大学 微电子学研究所 微电子学研究所 2.1.1 什么是半导体 半导体能够得到广泛应用的主要原因： 能够通过掺杂改变半导体的导电类型和导电能力； 不同类型半导体接触可形成具有单向导电性的pn结二极管； 半导体材料被提纯后，才能得到应用； Ge首先被应用，但Si应用更为广泛； Ge器件重新收到重视。 •半导体的导电能力可以通过掺杂，在很宽的范围内调制； •半导体可以通过的掺杂使其导电类型发生变化（可区分为N 型和P型）； •通过掺杂实现导电能力和类型的可控调制 (Engineering)，是 半导体材料不同于其他材料的最大特征之一