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半导体物理学讲的什么

发布时间:2023-01-03 07:21:07

1. 求半导体物理高手,最近刚接触这本书有很多困惑,问题见下。或许很简单,但对我很重要,答案满意会给分的

1.波尔兹曼统计与价带和导带上电子的分布状态并不能形成因果关系。也就是说价带和导带上的电子数量的多少并不是由波尔兹曼统计所左右的。他们与半导体的掺杂浓度、温度、半导体的导电类型有关。
半导体是N型还是P型与其本身和掺杂的材料有关,大体上可以理解为,掺入施主杂质多则为N型,受主杂质多则为P型。
波尔兹曼统计是在不满足费米分布的量子态上适用的载流子统计分布。
“价带上电子基本上是满的,而导带上基本上是没有电子”----它的前提是在绝对零度时,可以这样认为。

2.单纯对于N或者P,半导体的导电本质是少数载流子导电,导带电子与价带空穴分别是导带和价带中的少子,它们决定了半导体的导电特性,所以在研究过程中多数只考虑少子。

3.产生与复合是两个相对的过程。例如:在平衡状态下,半导体内的电子-空穴的产生与复合保持着动态平衡,宏观电流为零。

4.你需要读懂《半导体物理》中空穴的定义。粗略的理解:导带中的每一个电子对应于价带中的一个空穴,它们都是带电粒子;而其他量子态则是电子-空穴对的状态,是不带电的。
这两个概率分别表示量子态被电子和空穴占据的概率,而不是电子和空穴出现的概率。主语不同。
需要注意的是,在特定情况下,不只是允带中才会出现电子和空穴,禁带中也会出现。如果继续学《半导体物理》,你会在接下来的章节中了解到。

希望对你有所帮助。

2. 083半导体物理考研难不难

难。
其实最重要的是量子力学,固体物理和半导体物理的基础就是它,其他的无非是各种推导,虽然困难,但应该看得懂,建议选固体物理。因为半导体物理是在固体物理基础上讲的。要想把半导体物理学好,你固体物理也得过关。
半导体物理是研究半导体原子状态和电子状态以及各种半导体器件内部电子过程的学科。是固体物理学的一个分支。研究半导体中的原子状态是以晶体结构学和点阵动力学为基础,主要研究半导体的晶体结构、晶体生长,以及晶体中的杂质和各种类型的缺陷。

3. 半导体物理怎么学哪里是重点

无论是半导体物理考研专业课,还是本科课程学习,搭建框架都挺重要的。不知道哪里是重点?这篇文章介绍《半导体物理学》的框架,有助于初学者了解这个科目的整体结构。

面对比较复杂的科目,初学者可能会遇到这种情况——学了好几章,仍然云里雾里,不知自己在学什么,接下来又要学什么。等到学完,只记得一些零零散散的知识点,无法形成完整体系。这可能是因为忽略了一些内容,那就是这个科目的框架。

接下来以刘恩科《半导体物理学(第七版)》为参考书,讲讲半导体物理学的框架。当然,同样的知识可以有很多种分类方式,我非常鼓励大家按自己的理解去划分,以下内容可供参考借鉴。

这本《半导体物理学》共13章,但大部分本科课程及考研大纲,重点在1~8章(半导体的电效应),剩余章节仅对少量内容作要求。

按大的来分,就是两个部分:1~9章是半导体的电效应(核心)、10~13章是其他效应和拓展。再分细一点,我们可以把整本书分为四个部分:

第一部分:固体物理基础(1,2章)

第二部分:载流子的性质(3,4,5章)

第三部分:器件结构(6,7,8,9章)

第四部分:其他效应及拓展(10,11,12,13章)

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第1章 半导体中的电子状态 

第2章 半导体中的杂质和缺陷能级

第一部分,主要解决【半导体是什么】、【半导体中有什么】这两个问题。

首先介绍半导体作为晶体的性质:晶格结构,以及晶体的能带。

然后介绍半导体中有什么:载流子(电子和空穴),以及杂质等缺陷。

电子和空穴这两种载流子,决定了半导体的电、光、热、磁等基本性质。而杂质,则是调控半导体这些性质最重要的手段。

——————————

第3章 半导体中载流子的统计分布 

第4章 半导体的导电性 

第5章 非平衡载流子

第二部分中,主要解决【如何调控载流子浓度】、【如何调控半导体电学性质】这两个问题。

第3章介绍“温度、杂质浓度和载流子浓度的关系”。温度和杂质浓度对载流子浓度有决定性的影响,控制这两个量,就能控制载流子浓度,调控半导体的各种性质。

第4章介绍“温度、杂质浓度和导电性的关系”。从σ=nqμ知道,半导体导电性主要受载流子浓度、迁移率的影响,其中迁移率主要受散射影响。无论是载流子浓度还是散射,都由温度和杂质浓度控制。因此,确定了温度和杂质浓度,就能调控半导体的导电性。

第5章介绍“载流子的动态变化”。载流子不是静态的,它有产生、复合、扩散、漂移等活动,载流子浓度会因此发生动态变化。我们据此采取措施,可以进一步调控载流子浓度。

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第6章 pn结

第7章 金属和半导体的接触

第8章 半导体表面与MIS结构

第9章 半导体异质结构

第三部分主要解决【半导体有什么用】这个问题。

半导体最重要的性质就是电效应,1~9章都在讲电效应,后面的10~13章,研究方法与电效应是相通的。

半导体电效应的应用,最重要的就是6~9章对应的四种结构——pn结、肖特基结、MIS结构、异质结。重中之重是pn结和MIS结构,它们是信息时代的基石。

基于pn结的双极晶体管,是集成电路的滥觞,它的问世掀起了一场技术革命,让人类社会从工业时代进入了信息时代。

基于MIS结构的场效应晶体管,占今天所用晶体管的绝大部分(具体比例没查到,可能要高于99%)。你现在拿着的手机里,就有几十亿、上百亿个基于MIS结构的场效应晶体管。[1]

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第10章 半导体的光学性质和光电与发光现象 

第11章 半导体的热电性质 

第12章 半导体磁和压阻效应

第13章 非晶态半导体

第四部分,解决的是【半导体还有什么用】、【介绍特殊的半导体】这两个问题。

光、热、磁效应的研究方法,与电效应是相通的,也是从载流子、能带、温度、杂质这几个方面去研究。看看采取什么措施能调控这些性质,能做出什么有用的器件。

1~12章的内容都是基于半导体晶体,因为我们日常所用的绝大部分半导体,都是晶态半导体。但除此之外,还有一种特殊的半导体——非晶态半导体。

如果要对非晶态半导体进行研究,方法和1~12章是一样的,我们同样按以下顺序,解决非晶态半导体的问题即可:

【半导体是什么】

【半导体中有什么】

【如何调控载流子浓度】   

【如何调控半导体电学性质】

【半导体有什么用(电效应)】

【半导体还有什么用(光热磁)】

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怎么样,现在对半导体物理学的框架有概念了吧?在接下来的学习过程中,一步步解决问题,就能学懂半导体物理了。加油!

怎样学好半导体物理?

武忠祥这个是在营销吗?

PS. 写干货好累啊,一不小心就到一两点了。真吃不消。少熬夜。休息一段时间。

参考文献:[1] 麒麟9000集成153亿晶体管

4. 自学半导体物理需要哪些基础知识,具体来说

离子注入
18,化学机械平坦化
19,硅片测试
20,淀积
12,金属化
13,光刻:气相成底膜到软烘
14,光刻:对准和曝光
15,光刻:光刻胶显影和先进的光刻技术
16,刻蚀
171,半导体产业介绍
2,半导体材料特性
3,器件技术
4,硅和硅片制备
5,半导体制造中的化学品
6,硅片制造中的沾污控制
7,测量学和缺陷检查
8,工艺腔内的气体控制
9,集成电路制造工艺概况
10,氧化
11

5. 大家好,我读大二,有门专业课一门《半导体物理学》涉及到量子力学的都直接拿出的,想比较系统学习下

楼上回答的也太。。。。教材也不是很适合初学,也不是很好的教材。
我觉得要看你对自己的要求有多高了,我是物理专业的,本科时修半导体是在大三下,我们学的很深,不知道你是什么专业的,如果你学有余力而且想学好学懂量子力学的话推荐你还是按部就班,打好基础,看好一点的书籍。
关于基础,数学方面,高数线代就不用说了,肯定很重要,但复变函数和数理方程也要会。物理方面,经典力学,lagrange力学和hamilton力学要理解好。
关于教材,我来对几本书粗略点评,楼主看自己需要吧。1,朗道,《非相对论量子力学》,从头开始讲起,思路清晰,物理韵味浓厚,但内容过于冗长繁多,不太适合第一遍看。2,狄拉克的量子力学,数学很强大,坚持下来必定受益良多,不足是数学偏多,符号也太旧,让人没有看下去的动力。3,cohen的量子力学,没记错的话是德国人,书写的让看的舒服不已,自学上品,作为第一遍看是很好的选择。可以说是完美,非要说缺点的话就是写太好了,未免让读者失去了自己思考的余地。cohen的量子力学是一套丛书了,看完最基本的想继续往上看也很方便,有一本专门讲symmetry的是我觉得讲群论最好的一本书,总而言之,跟着cohen混就绝对爽爆你。4,强烈推荐第二遍看量子力学用Sakurai,日本人的那本量子力学,让你一下站在一个高度看整个量子力学,思路非常新颖,看完就会上另一个层次,但是这本书的作者在写完第三章后就挂了,所以推荐看前三章就好了,后面开始就没有那么精辟了,要不是因为作者挂的早,这本书绝对可以评为史上最伟大的量子力学书了。5,Shankar的量子力学原理,思路常规,讲希尔伯特空间讲的还可以,作为第二遍读物也是不错的选择。一时间也想不起来其他的了,因为也没功夫看那么多。如果你是想看更进阶的书在和我说,我在推荐给你几本。基本的量子力学大概看这些就可以了。
如果看英文比较吃力的话可以考虑张永德的量子力学,我本科时候的教材,看了下,物理概念方面讲的还是可以的,有一些不太清楚的地方,正好可以自己多思考思考。此外还可以考虑曾谨言的,没看过,但应该还可以。哦对了,最后又想起来了。如果你现在量子力学基础已经不错了,但又对量子力学背后深邃的数学原理比较感兴趣,强烈推荐你一本我现在正在抽时间看的一本书,法国数学家迪斯米埃的谱理论讲义,让你一眼看穿量子力学中的数学原理,学的一点疑问都没有。
最后关于半导体物理,半导体物理你想完全学懂是不可能大二开的,可能比较偏技术应用了。想完全学懂肯定要有固体物理和统计力学的基础的,而这两门课都要以需要量子力学的基础才能学懂。
如果你只是想粗略了解一下量子力学,就当我我没说吧,我也不太了解如何粗略了解量子力学。

6. 怎样学好半导体物理

学好半导体物理的方法:

1、要学好半导体物理,首先需要一些经典的教材。比如石民先生写的《半导体器件物理》,估计所有学半导体的同学都听说过。

2、要学好半导体器件物理,需要掌握好的学习方法,尤其是PN结理论。其中,内置电场、电势、耗尽区宽度等公式的推导和严密的逻辑体系值得仔细推敲和反复研究,这是后面三极管和MOS晶体管的基础。

3、学好一门课就是听课,真正学好一门课就是讲课。如果老师给机会做一些专题的小讲座,我们一定要珍惜和欣赏。

4、需要使用TCAD工具模拟具体的器件,观察各种参数对器件性能的影响,检查器件的具体操作,形成直观的印象。

研究半导体中的电子状态是以固体电子论和能带理论为基础,主要研究半导体的电子状态,即能带结构、杂质和缺陷的影响、电子在外电场和外磁场作用下的输运过程、半导体的光电和热电效应、半导体的表面结构和性质、半导体与金属或不同类型半导体接触时界面的性质和所发生的过程、各种半导体器件的作用机理和制造工艺等。

7. 半导体物理学是工科对吧

半导体物理是一门课程,理科和工科的很多专业都需要学习。比如物理系,属于理科,需要学半导体物理这门课。微电子专业属于工科,更需要学。
我们一般讲理科还是工科是讲专业,而不是课程。电子工程系当然是工科,而物理系、数学系就基本是理科,但它们课程是可以重复的。

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