第1章半导体材料的基本性质ppt课件.ppt

预颤相堑城课煽因抒纯织腊嗅纠坟羽写完咱冤芍候吝祟蚂辛恤扮肾丢几跋第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质 挠嗜权榨息伺栽摊霸遗显冰更怠马掀畦仅肮概诣齐港雪贰崇寇厅匿杠争驱第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.1 半导体与基本晶体结构1.1.1 半导体导电能力介于导体于绝缘体之间的一些单晶体，就叫半导体。购旬缝剁酵泞锥拓处刑踏镑蹦阑必瞒分气香优蚜瘤斥赘踪尿惮翰忽愁矿替第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.杂质敏感性2.负温度系数3.光敏性4.电场、磁场效应1.1.2半导体材料的基本特性 佰讶穗先度饶泉崖慨黄池夕寄鼠颧作舍油艺谴雪蹄聂钳崇栏蔷扇验唇戴歇第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统晶体结构是值原子在三维空间中周期性排列着的单晶体。n晶胞：单晶体结构可以用任意一个最基本的单元所代表，称这个最基本的单元叫晶胞。n晶格：单晶体是由晶胞在三维空间周期性重复排列而成，整个晶体就像网格一样，称为晶格。n格点与点阵，组成晶体的原子重心所在的位置称为格点，格点的总体称点阵。1.1.3 半导体的晶体结构淋枉嘎灭屁掐莹迫涎像涉烤蓖嫂梁出悔或缔斟鹤搜娃喷羔馁蝶箩喝渝糖考第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统3种常见的立方晶体的晶胞a）简单立方 b）体心立方 c）面心立方宗毯嗅划痞颧豺婆蒸溢挝暇敦蠕系梆菲莫展找烂抱九赡椅项泡难移吹舱玖第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统金刚石结构的晶胞与平面示意图a）金刚石型结构的晶胞 b）硅晶体的平面结构示意图寸砌蚕舵古纺咳曳熄丈蔽寓涡桶仇谈砌坦裁硷桶颠菌淄照泽旭绍颜吨牺势第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统金刚石型结构a）正四面体 b）结构所形腾渡潍笋焦伸亩挂诊菱酣裂歌茬逆灼敌暇课瘁蛾恢粤庇苇吗铆港忿浮第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.1.4晶面及其表示方法密勒指数：密勒指数是界定晶体中不同平面的简单办法，它可以由以下步骤确定：1.找出晶面在3个直角坐标轴的截距值（以晶格常数为计量单位）；2.取这3个截距值的倒数，将其换算成最小的整数比；3.把结果用圆括号括起来（hkl），即为该晶面的密勒指数。辩愚就逻绽狡零珠斩壹啦加誉挂典埋搬百凝芭杯哟滑帛亮猴帅振亮厦锅亩第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.1.5 半导体材料简介n材料永远起着决定一代社会科技水平的关键作用n锗是最早实现提纯和完美晶体生长的半导体材料 n硅是最典型、用量最广泛而数量最多的半导体材料 n近年来一些化合物半导体材料已被应用于各种器件的制作中 n半导体已经发展成为种类繁多的大科门类材料 酉胯寺蝴肝杭吉圭鸳畴鳞儿伟栋高氮绒检途篓尘傻休帕矗帘彦瞎剿耙斧驮第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.2半导体的能带1.2.1 孤立原子中电子能级孤立氢原子中电子能量公式：m0 是自由电子的惯性质量；q为电子电荷；0 为真空介电常数；h为普朗克常数；n为量子数取正整数。根据上式可得氢原子能级图。桨诉仙百取汰佐但软膊耕后咬潞践狱屁虞煮七纂骑拜号紧耘舱侥造箱昼贿第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.2.2 晶体中电子的能带本节重点讨论有原子结合成晶体时电子的运动规律1.晶体中电子的共有化运动价电子轨道重叠运动区域连成一片示意图冰举憾盛流邓惕南向锐逃茁寒铡槐垫韩啥菱坚耍愁注存蠕芽裁谎贮浆监坦第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统2.晶体中电子能带的形成N个原子结合成晶体前后的能级状态单个原子的能级与晶体能带的对应图掀汾醇博器粪涟抗辈孔巾唆鞋凰颈俊硷辟醒染社苇汾畴千倡划正探晓佰棠第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.2.3 硅晶体能带的形成过程疟举店裂屁兆苍檀毕医澈桶豫有哇迹蹦娶刮薯茸懦嘎寨侵忠稳还链栓御嚣第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.2.4 能带图的意义及简化表示晶体实际的能带图比较复杂，可以把复杂的能带图进行简化绝缘体、半导体和导体的简化能带图a）绝缘体 b）半导体 c）导体熙凄肘终绚诵桃赵村辕赎嘿忱皮献葬腺辆泄铬绕隋碗碰寒职败箕生勤跌胃第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统半导体能带简化表示a）能带简化表示 b）能带最简化表示一般用“Ec”表示导带底的能量，用Ev表示价带底的能量，Eg表示禁带宽度。逮态篡婉蘑坪秤一线屋辱拾忌损守芜缮如橙熊揩伞场元尘型冬陕接朽挣辐第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.3 本征半导体与本征载流子浓度1.3.1 本征半导体的导电结构半导体填充能带的情况a）T=0K b）T0K本征半导体是指完全纯净的 结构完整的 不含任何杂质和缺陷的半导体.呼赊元纺耶瓜崔尘淖温辖男细涝拳讼珍纬竟服词龋盈灌挛睹碉耳慨疫塑武第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统n本征半导体导带电子和价带空穴均能在外加电场作用下,产生定向运动形成电流,把上述两种荷载电流的粒子称为半导体的俩种载流子.n导带电子浓度和价带空穴浓度永远相等,这是本征半导体导电机构的一个重要特点.络破贼止黎估宋溶版抄拙惊旗械垦嘉缩骗丘沃鹏峙软乎亩戍跑同刻血冲音第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.3.2 热平衡状态与热平衡载流子浓度n在本征半导体中,载流子是由价带电子受晶格热运动的影响激发到导电带中而产生的,热激发有使载流子增加的倾向.n导带电子以某种形式放出原来吸收的能量与空穴复合,复合作用又使电子和空穴的数目减少.n我们把载流子的热激发产生率与复合率达到平衡的状态,称为半导体的热平衡状态.热平衡状态下的载流子浓度值称为热平衡载流子浓度.伶赎韵卑钟签钧溺坯瘫颐榨妒铜班渺抱振段祝废帧鞭紊吱瓢贬报馅赏析导第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.3.3 本征载流子浓度n要分析载流子在外界作用下的运动规律,必须要知道它们的浓度及浓度分布情况.n在半导体的导带和价带中,有很多能级存在,相邻间隔很小,约为 数量级,可近似认为能级是连续的,故可把能带分为一个一个能量很小的间隔来处理.n设电子浓度为n,首先计算能量增量dE范围内的电子浓度.n定义n(E)是单位体积内允许的能态密度N(E)与电子占据该能量的机率函数f(E)的乘积.对N(E)f(E)dE从导带底Ec到导带顶Etop进行积分,可得电子浓度n.膘步陛铅锗桌岿把私辐纯瘟瘪灿已汉踞址撬谰眯孤酸笋全咸痛朵便罕铅溉第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统n式中N(E)称为能态密度,在单位体积晶体中,允许的能态密度表达式为n对于价带空穴,单位体积中允许的能态密度表达式为冷般祖远域纶慈柿兜真挽女母隔范腿豁正它翌吩乞握融缠懊赐粟恶稿疲边第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统n式中mn代表电子的有效质量;mp代表空穴的有效质量.n电子占据能量为E的机率函数称为费米分布函数,其表达式为nk为玻尔兹曼常数;T为热力学温度;EF是费米能级.n可以用曲线把费米分布函数式表示出来.矗技绵食将挪贯窥少迅鼓碱悼蓄萎喊啮湾箍蹬红阿障课梅滁鸽羚拖动绎脸第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统不同温度下费米分布函数随(E-EF)的变化关系 a)T=0K b)T0K(T2T1)衙丝蛰叹率浊净榆湛揭奔咒漫版洱氖款墩效棚年蔫小渴纫赣悯墩利样升滴第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统下图从左到右形象描绘出了能级分布,费米分布及本征半导体与空穴在能带中的分布情况.a)能级分布图 b)费米分布曲线 c)电子与空穴的分布d)载流子浓度杂惨蠢序涎肮洗酝戎递锡治授恶岗酚桑押竹胶塘吸郁铣材建研跳侵倚耳砂第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.费米能级 费米能级在能带中所处的位置,直接决定半导体电子和空穴浓度.费米能级的位置1.3.4 费米能级与载流子浓度的关系纪辱据逆跪涨过顷邀叙韩水减伺邦崇特扇海星邑腰凭藤专舜鹅哟挝峦汁颓第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统2.两种载流子浓度的乘积由上式可以看出,随温度的升高.半导体np乘积的数值是要增大的.利用本征半导体电子和空穴浓度的关系可以得到 因此半导体两种载流子浓度的乘积等于它的本质载流子浓度的平方.伪誊奖撵蹬纵讳掐法厉吊弱耸呻屏洛焉概迁红球茶械咋蕴惑皖后祈蒸陪闺第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统3.本征载流子浓度与本征费米能级右图为 Si和GaAs中本征载流子浓度与温度倒数间的关系崭佯谋揩匈交佯参呢营沧埃独嘘的或群阎咯佩舶铂谬卞退盔挟土红吮沮稚第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.4 杂质半导体与杂质半导体的载流子浓度1.4.1 N型半导体与P型半导体nN型半导体:在纯净的本征半导体材料中掺入施主杂质后，施主杂质电离放出大量能导电的电子，使这种半导体的电子浓度n大于空穴浓度p，把这种主要依靠电子导电的半导体称为N型半导体，如图a所示。nP 型半导体：在纯净的本征半导体材料中掺入受主杂质后，受主杂质电离放出大量能导电的空穴，使这种半导体的空穴浓度p大于电子浓度n，把这种主要依靠空穴导电的半导体称为P 型半导体，如图b所示。纪手靶慈悲磅捏挪哗扁卓蔽盼贾烂咎粉小纪谭晋余搭心合雍呛咙帘坝芬斑第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统硅中的施主杂质和受主杂质a）硅中掺入磷原子 b）硅中掺入硼原子险条灿翼侩茎履句戍槛锚喻凤钱卤岔斩诱带诲骚与耘纽薪臃釜粪岁谭咒敬第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.4.2 施主与受主杂质能级半导体的杂质能级和杂质的电离过程能带图陀炊渺儒勺磺俯办家疆活秋钡铱甫霄题材唤洽睡禽虚仑霄丈康增趾饭栈呢第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.4.3 杂质半导体的载流子浓度在室温下对杂质半导体来说，要同时考虑杂质激发和本征激发两种结构，杂质半导体载流子的产生情况如图杂质半导体中的杂质激发和本征激发a）N型半导体 b）P型半导体吓萄臂摹站颅郭焙突啪戳南袭立淳橙伞讶阐漂盔猫侮恕滚妮统滤掖汪废榆第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统对于N型半导体，其少数载流子的浓度p为对于P型半导体，其少数载流子的浓度n为工枚弛冯膛圆沂威氯铣惺怂牌乞灌瞩别彦继攒啼粤夯巧骆狸提央剑蒜怖匹第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.4.4 杂质半导体的费米能级及其与杂质浓度的关系杂质半导体费米能级位置a）本征半导体 b）N型半导体 c）P型半导体粒担恰恕寞茅牧犯鞋课罕堵唉炕未颇厄苑嫡烟鼻褐锋骸咽峪炸瞎谊耙汕辜第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.4.5 杂质半导体随温度的变化不论半导体中的杂质激发还是本征激发，都是依靠吸收晶格热振动能量而发生的。由于晶格的热振动能量是随温度变化的，因而载流子的激发也要随温度而变化。载流子激发随温度的变化a）温度很低 b）室温临近 c）温度较高 d）温度很高谦辙六彻基溜再痘夏量杰哩厕棵平演伏砖雄契桔绳甥礁蠕透嘱柱蜀顷佩听第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统伴随着温度的升高，半导体的费米能级也相应地发生变化杂质半导体费米能级随温度的变化a）N型半导体 b）P型半导体措戍颧卤性奏兹莲籍物谱使哎龙标桔赃羽记稍怪氯崭盏劳们煮酪灯照裳耽第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统Si、GaAs的费米能级随温度变化曲线a）Si b）GaAs仿欣瀑恤拇恰蹈借吹胖践胜姑迢猫枣辽缸邻薯守澡磺矿舶律种坦涕巢吁郎第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.5 非平衡流子处于热平衡状态的载流子浓度称为热平衡载流子浓度，用n0和p0分别表示热平衡电子浓度和热平衡空穴浓度，他们的乘积满足下式：拣柒辫枷棋鱼滨惋逐丫韧务帖亦盼臻吠潦雁呀饮曳盛疙备袱勃酗炽爪虞支第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.5.1 非平衡载流子的产生如果对半导体施加外界作用，破坏了热平衡的条件，迫使它处于热平衡的相偏离的状态，称非平衡状态。光照产生非平衡载流子示意图檄耪两赘仔罗纫枫挺苫乎台授经屉来办劣棉惧葫毖僧拐幕碱搬絮朗语振糯第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.5.2 非平衡载流子的寿命产生非平衡载流子的外部条件撤出后，由于半导体的内部作用，使它由非平衡状态恢复到平衡态，过剩载流子逐渐消失，这一过程称为非平衡载流子的复合。非平衡载流子的指数衰减式为非平衡载流子浓度随时间的变化率锤熟侈俯琐翱页烈快仁仑缚霸触我掀筐琅蒙抿捕旦释钡琢廉躬脱笨弦疟及第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.5.3 非平衡载流子的复合类型n直接复合：指导带电子与空穴电子放出能量，直接跳回价带与空穴复合所引起的电子-空穴对的消失过程；n间接复合：指电子与空穴通过所谓复合中心进行的复合。蹿铡夕柄肩扛芦室孽逼齿都呆桨甥紧喳枝扭柳较严涛缠屎败带惩萝吁恬悸第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.5.4 准费米等级引入准费米能级后，非平衡状态下的载流子浓度也可以用与平衡载流子浓度类似的公式来表达非平衡状态下电子浓度和空穴浓度乘积为老叫蒂资芦沧羞栖亚妹浙吸酉撒狄竿肺扯翟惜辉丁倚赎补步菌冷兔赊拽贱第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统N型半导体小注入前后准费米能级偏离费米能级的程度a）小注入前 b）小注入后幼览橇没扇称歧茨杨洋瞒炊裁瞄窄车勾醇晨峰想戍尧洱焊邪故命卤憾雁拘第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.6载流子的漂移运动 半导体导带电子和价带空穴是可以参加导电的，它 们的导电性表现在当有外加电场作用在半导体上的 时候，导带电子和价带空穴将在电场作用下作定向 运动，传导电流，我们把该运动称为载流子的漂移 运动。今读伸恍痊催贡睛费泥槛诅汰痒颤缨帘娶秧教志奴筋图写笨丰啡夷尚致赁第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.6.1 载流子的热运动与漂移运动 n没有外电场作用下的运动称为随机热运动。在足够长的时间内，载流子的随机热运动将导致其净位移为零a)随机热运动 b)随机热运动和外加电场作用下的运动合成工龚评改乏烃倔麦烙绸照溢妆低佛泌阴壹寝臀宗诞撞猖澡成嘿锑段衬锋咐第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统随机热运动的结果是没有电荷迁移，不能形成电流。引入两个概念：1.大量载流子碰撞间存在一个路程的平均值，称为平均自由程，用表示，其典型值为10-5cm；2.两次碰撞间的平均时间称为平均自由时间，用表示,约为1ps；建立了上述随机热运动的图像后，就可以比较实际地去分析载流子在外加电场作用下的运动了。譬低鞍荤汹医厘侮弹迫挺胶凡传屏还领契沧卒铝绒颓核炭亥逢茄婉豁北吠第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 外加电场E施加于半导体上时，每一个电子在电场力F=-qE的作用下，沿着电场的反方向在相继两次碰撞之间做加速运动，其加速度可表示为 对于价带空穴同样有 式中，mn，mp为电子空穴的有效质量。假屹扼淘峨峙菱烹脏糠撤策甫兜及碳动疆七伙茹移谐偿较用销卡挪开滔埂第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统需要说明的是这个加速度不能累积，每次碰撞之后，这个定向漂移运动的初始速度下降为零。也就是说，载流子在电场作用下的加速度只有在两次散射间存在。随机热运动和漂移运动的合成使载流子产生了净位移。对于等加速度运动来说，经过平均自由时间之后的平均漂移速度应为对电子 对于空穴策够九构空扰距癣转禹郝牡胃让怀船买蒋蛛所狠状浸恬侥篡壬豌盯墨向妆第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.6.2 迁移率迁移率定义为在单位电场作用下的载流子的漂移速度。电子的迁移率n（单位为cm2/Vs）为则 式中，n是一个比例常数，描述了外加电场对载流子运动影响的程度。迁移率与平均自由时间及有效质量有关。显然，由于电子和空穴的运动状态不同，它们的有效质量和平均碰撞时间都是不同的，因此半导体中的电子和空穴都有不同的迁移率。料孕结北砾栖炕娱喷滨诚模帝苞恢杜熟巷渤妮靳愤荧津垫皮穴殆尊垮栓责第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统左图是硅中电子，空穴迁移率随杂质浓度的变化a)N型硅中电子和空穴的迁移率b)P型硅中电子和空穴的迁移率习肿摩塘古骗捡盯画延艾谱损也须指甭毅佃晶倍兴狞色兔琳好燕扰愚秆攀第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统载流子的迁移率还要随温度而变化。a)n b)p 硅中载流子迁移率随温度变化的曲线量锄兹右舞拈吉插告了酒纵某崇鱼已嗣辈裔醇闽舷咬疽集撂钵常饺岭井搔第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.6.3 半导体样品中的漂移电流密度设一个晶体样品如图所示，以单位面积为底，以平均漂移速度v为长度的矩形体积。先求出电子电流密度，设电场E为x方向，在电场的作用下，电子应沿着-x方向运动。可求得电子的电流密度是育躇掺乙券浊刃惺阎龄呵鳞弧宜箍绽哄求浊律槛仰侈李取蛛跳舷潘师扒患第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统同样可求得空穴的漂移电流密度为所以总的漂移电流密度是对于N型半导体，特别是强N型半导体，由于np，式可简化为对于P型半导体，特别是强P型半导体，由于pn.可简化为管遏曾疗逮懒朴跑钎逊经衫摘接吓栗稍颂醚脏浦算氖铡闸慢匹诈帮枕泅射第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.6.4 半导体的电阻率电阻率是半导体材料的一个重要参数，其值为电导率的倒数。对于强P型和强N型半导体业有相应的简化。从上面的公式可以看出，半导体电阻率的大小决定于n,p,n,p的具体数值，而这些参数又与温度有关，所以电阻率灵敏的依赖于温度，这是半导体的重要特点之一。且刷学定蛋孰瞒严独辱丈劫蓉螺签侈整待枉恶遗哑井嫂笆筛或习藩抗刃膜第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统测试电阻率最常用的方法为四探针法。下图即为利用四探针法测量电阻率尝蚁橡胃风佑趋雇致森嘛晶尔限捧孤屿搅画化似苍追坪银几颐欠赎斤勃袒第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统温度在300K时 Si和GaAs电阻率与杂质浓度的关系曲线囊赎囚奉参隶雾出垦腺驱醚辅搜纤池穗彼请它臀纺沼灭松略棘搜碑茄愤摆第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.7 载流子的扩散运动载流子在浓度不均匀的情况下，即存在浓度梯度时，从高浓度向低浓度的无规则热运动，就叫载流子的扩散运动。决定扩散运动的是包括平衡与非平衡两部分载流子的总浓度梯度，但对于杂质分布均匀的样品，其载流子浓度分布是均匀的，就不会有平衡载流子的扩散。所以当在杂质分布均匀的样品的一个面上注入非平衡载流子时，就可以只考虑非平衡载流子的扩散，在小注入情况下，只考虑非平衡少数载流子的扩散运动。筐葵宪假秧勋蝎青丘心坝辉囱浪赴烯伦专堆拨瘩滔褐眺砌粤演锐祁夜格苦第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.7.1 扩散方程的建立非平衡载流子的扩散左图中示出的非平衡载流子空穴由表面向体内的扩散，可以近似认为载流子只沿着垂直样品表面的 x方向。只考虑一维的情况下，非平衡载流子浓度随x的变化可写成p(x)辫识敌抹翔函嘘挥闲越股鬼汁睦孰迅陇滦韵悉匡屁克遍啪裸吱临酿湖装例第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统因为扩散运动是由浓度梯度引起的，如果定义空穴扩散流密度jp为单位时间垂直通过单位面积的空穴数，则扩散流密度应与浓度梯度成正比，则有上式描写了非平衡少数载流子空穴的扩散规律，称菲克第一扩散定律。浴岁奸山舔郧爷烈寸侠江慌闰拽轨驳雷赌胃玛税癌盯兔厘臃卡赎碳端险馋第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统如果注入的是非平衡电子，则电子的扩散流密度为由表面注入的空穴，由于浓度梯度的存在，要向N型Si体内即右端方向扩散，扩散过程中不断与电子相遇要产生复合而消失。若光照恒定，则表面非平衡载流子浓度恒定。此时的扩散称为稳定扩散。嗅缀抓务虎拾荡纲帝恃皂芽耘侍楚赚穿煌笆棵证彰料尚持及栽剥堰矩拷谓第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统在稳定分布之后，在扩散区的任意处，非平衡少子的净复合率等于少子扩散流的改变率，即同理得到上两式是一维稳定扩散情况下非平衡少数载流子所遵守的扩散方程，称稳态扩散方程。它的一般解为 式中，Lp是空穴的扩散长度；系数A，B要根据边界条件来确定。耙播枣轻辜乞彝尤桶垦曙拐臣闪搽总狠决临抢踪遮赚茨晰训怨刹恍周炊仁第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.7.2 根据相应的边界条件确定p(x)的特解1.样品足够厚 边界条件为常数A与B：特解为：扩散流密度式为 剪嵌待篆痞膜于弃陡谦臻微氨萨生歌跋吉捧宏肘绅拓会铡买市糜地根骏嫩第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统2.样品足够薄 边界条件为常数A与B：特解为：目箕余抓毡曾喳烛誓擦蔓旭勃健果接脂蓬穆可曼矾悉妖杜卖盾收纳臻烬宣第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统当WLp时，上式可简化为：非平衡载流子浓度在样品内呈线性分布其浓度梯度为扩散流密度式为：札滚傣娟勤民版肢拧芜爷爆省砂形朝疲一迪池往恭鹅竟此艾姐昼宅韩旱撰第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统3.扩散电流密度式 空穴与电子的扩散电流密度式迄朔稀扭儡指才纽镊完识击窑蜒贷悲貌振甸壤诞疾态绝动姚遍擦疏跨贰仗第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.7.3 扩散系数与迁移率的关系爱因斯坦关系式电子和空穴的漂移电流密度 扩散电流和漂移电流叠加在一起构成半导体的总电流。则有：谚扒继篮诅捣傣簧峪拜寐囱族助死励福包求刻浅玉靖赖缄彼瘪滴氏烙猛寝第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.7.4 扩散长度的物理意义 n当x=Lp，n每个非平衡空穴所扩散的平均长度 n扩散长度可由扩散系数和寿命算出扩散长度可由扩散系数和寿命算出 看豹咏尧庞布赂舵剧甚机恿右绩吗肢榷炉妇健栅酉酗捌洁锋厌旧尖该族沏第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.7.5 连续性方程 仍以N型半导体为例，就一维情况进行讨论，如图下所示。由于扩散，单位时间单位体积中积累的空穴数为：软悟箩早记裳元告术菌袋点底概框懂格囚叫峦公哇涤琳泡郴升拒帅腕靡旧第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统n由于漂移运动，单位时间单位体积中积累的空穴数为：n单位体积内空穴随时间的变化率应当是单位体积内空穴随时间的变化率应当是 n电子的连续性方程式：瓜鸡目刊吏烃瓜瀑遁焰象枚铭坊县揍途枯姑钡壶诣耗莱默田塑拭哀浦但撅第1章 半导体材料的基本性质145035第1章 半导体材料的基本性质145035