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Semiconductor Physics Chapter 2 Bulk Semiconductor ’ s Properties at Equilibrium 第二章第二章平衡状态下平衡状态下半导体体材的特性半导体体材的特性 Bulk Semiconductor ’ s Properties at Equilibrium Semiconductor Physics Chapter 2 Bulk Semiconductor ’ s Properties at Equilibrium 半导体材料的电导率介于导体与绝缘体之间。半导体的导电行为系凭借电子和空穴两种不同电性的“载流子”( carrier )而实现。 Semiconductor Physics Chapter 2 Bulk Semiconductor ’ s Properties at Equilibrium 金属的导电仅由“电子”( electron )单种载流子完成; 绝缘体实际上没有任何载流子。 Semiconductor Physics Chapter 2 Bulk Semiconductor ’ s Properties at Equilibrium 三种重要半导体 GaAs Gallium arsenide Ge Germanium Si Silicon 材料参数 带隙( Bandgap ) 5000 cm 2 v -1 sec -1 3600 cm 2 v -1 sec -1 1350 cm 2 v -1 sec -1 电子迁移率(Electron mobility) 10 8Ω· cm 50Ω· cm × 10 3Ω· cm 本征电阻率(Intrinsic esistivity ) × 10 6 cm -3 × 10 13 cm -3 × 10 10 cm -3 本征载流子密度(Intrinsic Carrier density) n 型 p 型 S、 Se 、 Te Zn 、 Cd n 型 p 型 P、 A s 、B、 Al、 Sb Ga n 型 p 型 P、 A s 、B、 S b Al 、 Ga 掺杂剂( Dopant ) Semiconductor Physics Chapter 2 Bulk Semiconductor ’ s Properties at Equilibrium 所谓“体材”指的是样品体内深处不受表面现象骚扰的整块材料。半导体表面牵涉的现象很复杂,讨论半导体表面问题前,须先掌握半导体体材的特性。 Semiconductor Physics Chapter 2 Bulk Semiconductor ’ s Properties at Equilibrium 另外,考虑样品处在与所有骚扰隔绝,且温度都均匀的所谓平衡状态。这是我们了解半导体体材的平台,得到的结果,稍作扩充就能推广到非平衡情况。 Semiconductor Physics Chapter 2 Bulk Semiconductor ’ s Properties at Equilibrium 固体的能带固体的能带 Energy Bands in Solids Semiconductor Physics Chapter 2 Bulk Semiconductor ’ s Properties at Equilibrium 讨论固体的能带之前,有必要说说物理学的发展: Semiconductor Physics Chapter 2