半導體材料復習資料

1、半導體材料復習資料半導體材料概述：從電學性質(zhì)上講（主要指電阻率）絕緣體 1012 1022 Q .cm半導體 10-6 1012 Q .cm良導體w 10-6 Q .cm正溫度系數(shù)（對電導率而言）負溫度系數(shù)（對電阻率而言）半導體材料的分類（按化學組成分類）1）無機物半導體：元素半導體（Ge,Si）;化合物半導體：二、六族，三、五族。2）有機物半導體能帶理論（區(qū)別三者導電性）金屬中，由于組成金屬的原子中的價電子占據(jù)的能帶是部分占滿的，所以金屬是良好的導體。半導體由于禁帶寬度比較小，在溫度升高或有光照時，價帶頂部的電子會得到能量激發(fā)到導帶中去，這樣 在導帶中就有自由電子，在價帶中就相應的缺少電子，

2、等效為帶有正電子的空穴，電子和空穴同時參與導 電，使得半導體具有一定的導電性能。一般對于絕緣體，禁帶寬度較大，在溫度升高或有光照時，能夠得到能量而躍遷到導帶的電子很少，因此 絕緣體的導電性能很差。半導體結(jié)構(gòu)類型：金剛石結(jié)構(gòu)（Si/Ge）:同種元素的兩套面心立方格子沿對角線平移1/4套構(gòu)而成。閃鋅礦（三、五族化合物如 GaAs）:兩種元素的兩套面心立方格子沿對角線平移1/4套構(gòu)而成纖鋅礦對禁帶寬度的影響對于元素半導體：同一周期，從左到右，禁帶寬度增大同一族，原子序數(shù)的增大（從上到下），禁帶寬度減小。一、鍺、硅的化學制備硅鍺的物理化學性質(zhì)比較高純硅的制備方法各種方法的具體步驟以及制備過程中材料的提

3、純高純鍺的制備方法及步驟二、區(qū)熔提純律分凝現(xiàn)象，平衡分凝系數(shù)，有效分凝系數(shù)，正常凝固，律平衡分凝系數(shù)與雜質(zhì)集中的關(guān)系P20圖2- 1律BPS公式及各個物理量的含義；分析如何提高分凝效果，如何變成對數(shù)形式律影響區(qū)熔提純的因素律區(qū)熔的分類，硅和鍺各采用什么方法影響區(qū)熔的因素：1 ）熔區(qū)長度一次區(qū)熔的效果，I越大越好極限分布時，I越小，錠頭雜質(zhì)濃度越低，純度越高應用：前幾次用寬熔區(qū)，后幾次用窄熔區(qū)。2 ）熔區(qū)的移動速度電磁攪拌或高頻電磁場的攪動作用，使擴散加速，5變薄，使keff與Ko接近，分凝的效果也越顯著凝固速 度f越慢，keff與Ko接近，分凝的效果也越顯著3 ）區(qū)熔次數(shù)的選擇區(qū)熔次數(shù)的經(jīng)驗公

4、式n=（1-1.5）L/l4 ）質(zhì)量輸運通過使錠料傾斜一個角度，用重力作用消除質(zhì)量輸運效應鍺的水平區(qū)熔提純根據(jù)提純要求確定熔區(qū)長度、區(qū)熔速度和次數(shù)；清洗石墨舟、石英管、鍺錠；將舟裝入石英管、通氫氣或硅的懸浮區(qū)熔提純采用懸浮區(qū)熔的原因：高溫下硅很活潑，易反應，懸浮區(qū)熔可使之不與任何材料接觸；利用熔硅表面張力大而密度小的特點，可使熔區(qū)懸浮質(zhì)量輸運問題的對策：硅的熔體密度小，質(zhì)量遷移向區(qū)熔方向進行。因此將熔區(qū)從下向上移動，靠重力作用消除質(zhì)量遷移+ 1.什么是分凝現(xiàn)象？平衡分凝系數(shù)？有效分凝系數(shù)？+ 2.寫出BPS公式及各個物理量的含義，并討論影響分凝系數(shù)的因素。+ 3.分別寫岀正常凝固過程、一次區(qū)熔

5、過程錠條中雜質(zhì)濃度Cs公式，并說明各個物理量的含義。+ 4.說明為什么實際區(qū)熔時，最初幾次要選擇大熔區(qū)后幾次用小熔區(qū)的工藝條件。三晶體生長理論基礎1晶體生長的方式2晶體形成的熱力學條件3晶體生長的三個階段4均勻成核，非均勻成核5均勻成核過程中體系自由能隨晶胚半徑的變化關(guān)系分析；圖 3 - 2 P39，各種晶胚的特點6硅鍺單晶的生長方法晶體的外形 從能量的角度：晶體的平衡形狀是總界面能最小的形狀。律試述結(jié)晶相變的熱力學條件、動力學條件、能量及結(jié)構(gòu)條件。律什么叫臨界晶核？它的物理意義及與過冷度的定量關(guān)系如何？+形核為什么需要形核功？均勻形核與非均勻形核形核功有何差別？四、硅鍺晶體中的雜質(zhì)和缺陷1硅

6、鍺中雜質(zhì)的分類2雜質(zhì)對材料性能的影響3直拉法單晶中縱向電阻率均勻性的控制方法五、硅外延生長*名詞解釋同質(zhì)外延，異質(zhì)外延，直接外延，間接外延，正外延，反外延，自摻雜，外摻雜+外延不同的分類方法以及每種分類所包括的種類律硅氣相外延原料+硅氣相外延分類律用SiCL4外延硅的原理以及影響硅外延生長的因素律抑制自摻雜的途徑？律硅的異質(zhì)外延有哪兩種律在SOS技術(shù)中存在著外延層的生長和腐蝕的矛盾，如何解決？SOI材料的制備方法有哪些？各自是如何實現(xiàn)的？六、三五族化合物半導體律什么是直接躍遷型能帶，什么是間接躍遷型能帶 ？硅鍺屬于什么類型，砷化鎵屬于什么類型？+砷化鎵單晶的生長方法有哪幾種？七、三五族化合物 半導體的外延生長+ MBE生長原理療寫岀下列縮寫的中文全稱+ CVD , PVD , VPE , SOS , SOI , MOCVD , MBE , LPE , CBE , ALE