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半導(dǎo)體材料
2期末復(fù)習(xí)3考試題型 填空20分,每空1分判斷題20分,每題2分名詞解釋20分,每題4分問(wèn)答題40分,6個(gè)題目閉卷AB卷5半導(dǎo)體材料概述從電學(xué)性質(zhì)上講(主要指電阻率)絕緣體1012—1022
Ω.cm半導(dǎo)體10-6—1012
Ω.cm良導(dǎo)體≤10-6Ω.cm正溫度系數(shù)(對(duì)電導(dǎo)率而言)負(fù)溫度系數(shù)(對(duì)電阻率而言)導(dǎo)體????6半導(dǎo)體材料的分類(lèi)(按化學(xué)組成分類(lèi))無(wú)機(jī)物半導(dǎo)體元素半導(dǎo)體:(Ge,Si)化合物半導(dǎo)體三、五族GaAs二、六族有機(jī)物半導(dǎo)體7能帶理論(區(qū)別三者導(dǎo)電性)金屬中,由于組成金屬的原子中的價(jià)電子占據(jù)的能帶是部分占滿(mǎn)的,所以金屬是良好的導(dǎo)體。半導(dǎo)體由于禁帶寬度比較小,在溫度升高或有光照時(shí),價(jià)帶頂部的電子會(huì)得到能量激發(fā)到導(dǎo)帶中去,這樣在導(dǎo)帶中就有自由電子,在價(jià)帶中就相應(yīng)的缺少電子,等效為帶有正電子的空穴,電子和空穴同時(shí)參與導(dǎo)電,使得半導(dǎo)體具有一定的導(dǎo)電性能。一般對(duì)于絕緣體,禁帶寬度較大,在溫度升高或有光照時(shí),能夠得到能量而躍遷到導(dǎo)帶的電子很少,因此絕緣體的導(dǎo)電性能很差。9對(duì)禁帶寬度的影響對(duì)于元素半導(dǎo)體:同一周期,左-〉右,禁帶寬度增大同一族,原子序數(shù)的增大,禁帶寬度減小10一.鍺、硅的化學(xué)制備硅鍺的物理化學(xué)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(guò)程中材料的提純高純鍺的制備方法及步驟11二、區(qū)熔提純分凝現(xiàn)象,平衡分凝系數(shù),有效分凝系數(shù),正常凝固,平衡分凝系數(shù)與雜質(zhì)集中的關(guān)系P20圖2-1BPS公式及各個(gè)物理量的含義;分析如何提高分凝效果,如何變成對(duì)數(shù)形式影響區(qū)熔提純的因素區(qū)熔的分類(lèi),硅和鍺各采用什么方法
根據(jù)提純要求確定區(qū)熔長(zhǎng)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、通氫氣或抽真空,排氣;熔區(qū)產(chǎn)生;高頻感應(yīng)爐(附加電磁攪拌作用);區(qū)熔若干次鍺的水平區(qū)熔提純
采用懸浮區(qū)熔的原因:高溫下硅很活潑,易反應(yīng),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(diǎn),可使熔區(qū)懸浮。
質(zhì)量輸運(yùn)問(wèn)題的對(duì)策:硅的熔體密度小,質(zhì)量遷移向熔區(qū)方向進(jìn)行。因此將熔區(qū)從下向上移動(dòng),靠重力作用消除質(zhì)量遷移。硅的懸浮區(qū)熔提純15作業(yè)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(xiě)出BPS公式及各個(gè)物理量的含義,并討論影響分凝系數(shù)的因素。3.分別寫(xiě)出正常凝固過(guò)程、一次區(qū)熔過(guò)程錠條中雜質(zhì)濃度Cs公式,并說(shuō)明各個(gè)物理量的含義。4.說(shuō)明為什么實(shí)際區(qū)熔時(shí),最初幾次要選擇大熔區(qū)后幾次用小熔區(qū)的工藝條件。17結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力結(jié)晶通常在恒溫恒壓下進(jìn)行,相變向自由能減小的方向進(jìn)行,若體積自由能大于表面能,就是結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力,若相反,就是熔解驅(qū)動(dòng)力18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。19作業(yè)試述結(jié)晶相變的熱力學(xué)條件、動(dòng)力學(xué)條件、能量及結(jié)構(gòu)條件。什么叫臨界晶核?它的物理意義及與過(guò)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?21五硅外延生長(zhǎng)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(lèi)方法以及每種分類(lèi)所包括的種類(lèi)硅氣相外延原料硅氣相外延分類(lèi)用SiCL4外延硅的原理以及影響硅外延生長(zhǎng)的因素抑制自摻雜的途徑?如何防止外延層的夾層?硅的異質(zhì)外延有哪兩種在SOS技術(shù)中存在著外延層的生長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)的?22作業(yè)什么是同質(zhì)外延,異質(zhì)外延,直接外延,間接外延?什么是自摻雜?外摻雜?抑制自摻雜的途徑有哪些?什么是SOS,SOI技術(shù)SOI材料的生長(zhǎng)方法有哪些?每種方法是如何實(shí)現(xiàn)的?23六三五族化合物半導(dǎo)體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(lèi)型,砷化鎵屬于什么類(lèi)型?
砷化鎵單晶的生長(zhǎng)方法有哪幾種?磷化鎵單晶的生長(zhǎng)方法25八三五族多元化合物半導(dǎo)體什么是同質(zhì)結(jié)?異質(zhì)結(jié)?異質(zhì)結(jié)的分類(lèi)有哪些?什么是超晶格?勢(shì)阱?勢(shì)壘?量子阱?26
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