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半導體物理學講的什麼

發布時間:2023-01-03 07:21:07

1. 求半導體物理高手,最近剛接觸這本書有很多困惑,問題見下。或許很簡單,但對我很重要,答案滿意會給分的

1.波爾茲曼統計與價帶和導帶上電子的分布狀態並不能形成因果關系。也就是說價帶和導帶上的電子數量的多少並不是由波爾茲曼統計所左右的。他們與半導體的摻雜濃度、溫度、半導體的導電類型有關。
半導體是N型還是P型與其本身和摻雜的材料有關,大體上可以理解為,摻入施主雜質多則為N型,受主雜質多則為P型。
波爾茲曼統計是在不滿足費米分布的量子態上適用的載流子統計分布。
「價帶上電子基本上是滿的,而導帶上基本上是沒有電子」----它的前提是在絕對零度時,可以這樣認為。

2.單純對於N或者P,半導體的導電本質是少數載流子導電,導帶電子與價帶空穴分別是導帶和價帶中的少子,它們決定了半導體的導電特性,所以在研究過程中多數只考慮少子。

3.產生與復合是兩個相對的過程。例如:在平衡狀態下,半導體內的電子-空穴的產生與復合保持著動態平衡,宏觀電流為零。

4.你需要讀懂《半導體物理》中空穴的定義。粗略的理解:導帶中的每一個電子對應於價帶中的一個空穴,它們都是帶電粒子;而其他量子態則是電子-空穴對的狀態,是不帶電的。
這兩個概率分別表示量子態被電子和空穴占據的概率,而不是電子和空穴出現的概率。主語不同。
需要注意的是,在特定情況下,不只是允帶中才會出現電子和空穴,禁帶中也會出現。如果繼續學《半導體物理》,你會在接下來的章節中了解到。

希望對你有所幫助。

2. 083半導體物理考研難不難

難。
其實最重要的是量子力學,固體物理和半導體物理的基礎就是它,其他的無非是各種推導,雖然困難,但應該看得懂,建議選固體物理。因為半導體物理是在固體物理基礎上講的。要想把半導體物理學好,你固體物理也得過關。
半導體物理是研究半導體原子狀態和電子狀態以及各種半導體器件內部電子過程的學科。是固體物理學的一個分支。研究半導體中的原子狀態是以晶體結構學和點陣動力學為基礎,主要研究半導體的晶體結構、晶體生長,以及晶體中的雜質和各種類型的缺陷。

3. 半導體物理怎麼學哪裡是重點

無論是半導體物理考研專業課,還是本科課程學習,搭建框架都挺重要的。不知道哪裡是重點?這篇文章介紹《半導體物理學》的框架,有助於初學者了解這個科目的整體結構。

面對比較復雜的科目,初學者可能會遇到這種情況——學了好幾章,仍然雲里霧里,不知自己在學什麼,接下來又要學什麼。等到學完,只記得一些零零散散的知識點,無法形成完整體系。這可能是因為忽略了一些內容,那就是這個科目的框架。

接下來以劉恩科《半導體物理學(第七版)》為參考書,講講半導體物理學的框架。當然,同樣的知識可以有很多種分類方式,我非常鼓勵大家按自己的理解去劃分,以下內容可供參考借鑒。

這本《半導體物理學》共13章,但大部分本科課程及考研大綱,重點在1~8章(半導體的電效應),剩餘章節僅對少量內容作要求。

按大的來分,就是兩個部分:1~9章是半導體的電效應(核心)、10~13章是其他效應和拓展。再分細一點,我們可以把整本書分為四個部分:

第一部分:固體物理基礎(1,2章)

第二部分:載流子的性質(3,4,5章)

第三部分:器件結構(6,7,8,9章)

第四部分:其他效應及拓展(10,11,12,13章)

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第1章 半導體中的電子狀態 

第2章 半導體中的雜質和缺陷能級

第一部分,主要解決【半導體是什麼】、【半導體中有什麼】這兩個問題。

首先介紹半導體作為晶體的性質:晶格結構,以及晶體的能帶。

然後介紹半導體中有什麼:載流子(電子和空穴),以及雜質等缺陷。

電子和空穴這兩種載流子,決定了半導體的電、光、熱、磁等基本性質。而雜質,則是調控半導體這些性質最重要的手段。

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第3章 半導體中載流子的統計分布 

第4章 半導體的導電性 

第5章 非平衡載流子

第二部分中,主要解決【如何調控載流子濃度】、【如何調控半導體電學性質】這兩個問題。

第3章介紹「溫度、雜質濃度和載流子濃度的關系」。溫度和雜質濃度對載流子濃度有決定性的影響,控制這兩個量,就能控制載流子濃度,調控半導體的各種性質。

第4章介紹「溫度、雜質濃度和導電性的關系」。從σ=nqμ知道,半導體導電性主要受載流子濃度、遷移率的影響,其中遷移率主要受散射影響。無論是載流子濃度還是散射,都由溫度和雜質濃度控制。因此,確定了溫度和雜質濃度,就能調控半導體的導電性。

第5章介紹「載流子的動態變化」。載流子不是靜態的,它有產生、復合、擴散、漂移等活動,載流子濃度會因此發生動態變化。我們據此採取措施,可以進一步調控載流子濃度。

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第6章 pn結

第7章 金屬和半導體的接觸

第8章 半導體表面與MIS結構

第9章 半導體異質結構

第三部分主要解決【半導體有什麼用】這個問題。

半導體最重要的性質就是電效應,1~9章都在講電效應,後面的10~13章,研究方法與電效應是相通的。

半導體電效應的應用,最重要的就是6~9章對應的四種結構——pn結、肖特基結、MIS結構、異質結。重中之重是pn結和MIS結構,它們是信息時代的基石。

基於pn結的雙極晶體管,是集成電路的濫觴,它的問世掀起了一場技術革命,讓人類社會從工業時代進入了信息時代。

基於MIS結構的場效應晶體管,占今天所用晶體管的絕大部分(具體比例沒查到,可能要高於99%)。你現在拿著的手機里,就有幾十億、上百億個基於MIS結構的場效應晶體管。[1]

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第10章 半導體的光學性質和光電與發光現象 

第11章 半導體的熱電性質 

第12章 半導體磁和壓阻效應

第13章 非晶態半導體

第四部分,解決的是【半導體還有什麼用】、【介紹特殊的半導體】這兩個問題。

光、熱、磁效應的研究方法,與電效應是相通的,也是從載流子、能帶、溫度、雜質這幾個方面去研究。看看採取什麼措施能調控這些性質,能做出什麼有用的器件。

1~12章的內容都是基於半導體晶體,因為我們日常所用的絕大部分半導體,都是晶態半導體。但除此之外,還有一種特殊的半導體——非晶態半導體。

如果要對非晶態半導體進行研究,方法和1~12章是一樣的,我們同樣按以下順序,解決非晶態半導體的問題即可:

【半導體是什麼】

【半導體中有什麼】

【如何調控載流子濃度】   

【如何調控半導體電學性質】

【半導體有什麼用(電效應)】

【半導體還有什麼用(光熱磁)】

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怎麼樣,現在對半導體物理學的框架有概念了吧?在接下來的學習過程中,一步步解決問題,就能學懂半導體物理了。加油!

怎樣學好半導體物理?

武忠祥這個是在營銷嗎?

PS. 寫干貨好累啊,一不小心就到一兩點了。真吃不消。少熬夜。休息一段時間。

參考文獻:[1] 麒麟9000集成153億晶體管

4. 自學半導體物理需要哪些基礎知識,具體來說

離子注入
18,化學機械平坦化
19,矽片測試
20,淀積
12,金屬化
13,光刻:氣相成底膜到軟烘
14,光刻:對准和曝光
15,光刻:光刻膠顯影和先進的光刻技術
16,刻蝕
171,半導體產業介紹
2,半導體材料特性
3,器件技術
4,硅和矽片制備
5,半導體製造中的化學品
6,矽片製造中的沾污控制
7,測量學和缺陷檢查
8,工藝腔內的氣體控制
9,集成電路製造工藝概況
10,氧化
11

5. 大家好,我讀大二,有門專業課一門《半導體物理學》涉及到量子力學的都直接拿出的,想比較系統學習下

樓上回答的也太。。。。教材也不是很適合初學,也不是很好的教材。
我覺得要看你對自己的要求有多高了,我是物理專業的,本科時修半導體是在大三下,我們學的很深,不知道你是什麼專業的,如果你學有餘力而且想學好學懂量子力學的話推薦你還是按部就班,打好基礎,看好一點的書籍。
關於基礎,數學方面,高數線代就不用說了,肯定很重要,但復變函數和數理方程也要會。物理方面,經典力學,lagrange力學和hamilton力學要理解好。
關於教材,我來對幾本書粗略點評,樓主看自己需要吧。1,朗道,《非相對論量子力學》,從頭開始講起,思路清晰,物理韻味濃厚,但內容過於冗長繁多,不太適合第一遍看。2,狄拉克的量子力學,數學很強大,堅持下來必定受益良多,不足是數學偏多,符號也太舊,讓人沒有看下去的動力。3,cohen的量子力學,沒記錯的話是德國人,書寫的讓看的舒服不已,自學上品,作為第一遍看是很好的選擇。可以說是完美,非要說缺點的話就是寫太好了,未免讓讀者失去了自己思考的餘地。cohen的量子力學是一套叢書了,看完最基本的想繼續往上看也很方便,有一本專門講symmetry的是我覺得講群論最好的一本書,總而言之,跟著cohen混就絕對爽爆你。4,強烈推薦第二遍看量子力學用Sakurai,日本人的那本量子力學,讓你一下站在一個高度看整個量子力學,思路非常新穎,看完就會上另一個層次,但是這本書的作者在寫完第三章後就掛了,所以推薦看前三章就好了,後面開始就沒有那麼精闢了,要不是因為作者掛的早,這本書絕對可以評為史上最偉大的量子力學書了。5,Shankar的量子力學原理,思路常規,講希爾伯特空間講的還可以,作為第二遍讀物也是不錯的選擇。一時間也想不起來其他的了,因為也沒功夫看那麼多。如果你是想看更進階的書在和我說,我在推薦給你幾本。基本的量子力學大概看這些就可以了。
如果看英文比較吃力的話可以考慮張永德的量子力學,我本科時候的教材,看了下,物理概念方面講的還是可以的,有一些不太清楚的地方,正好可以自己多思考思考。此外還可以考慮曾謹言的,沒看過,但應該還可以。哦對了,最後又想起來了。如果你現在量子力學基礎已經不錯了,但又對量子力學背後深邃的數學原理比較感興趣,強烈推薦你一本我現在正在抽時間看的一本書,法國數學家迪斯米埃的譜理論講義,讓你一眼看穿量子力學中的數學原理,學的一點疑問都沒有。
最後關於半導體物理,半導體物理你想完全學懂是不可能大二開的,可能比較偏技術應用了。想完全學懂肯定要有固體物理和統計力學的基礎的,而這兩門課都要以需要量子力學的基礎才能學懂。
如果你只是想粗略了解一下量子力學,就當我我沒說吧,我也不太了解如何粗略了解量子力學。

6. 怎樣學好半導體物理

學好半導體物理的方法:

1、要學好半導體物理,首先需要一些經典的教材。比如石民先生寫的《半導體器件物理》,估計所有學半導體的同學都聽說過。

2、要學好半導體器件物理,需要掌握好的學習方法,尤其是PN結理論。其中,內置電場、電勢、耗盡區寬度等公式的推導和嚴密的邏輯體系值得仔細推敲和反復研究,這是後面三極體和MOS晶體管的基礎。

3、學好一門課就是聽課,真正學好一門課就是講課。如果老師給機會做一些專題的小講座,我們一定要珍惜和欣賞。

4、需要使用TCAD工具模擬具體的器件,觀察各種參數對器件性能的影響,檢查器件的具體操作,形成直觀的印象。

研究半導體中的電子狀態是以固體電子論和能帶理論為基礎,主要研究半導體的電子狀態,即能帶結構、雜質和缺陷的影響、電子在外電場和外磁場作用下的輸運過程、半導體的光電和熱電效應、半導體的表面結構和性質、半導體與金屬或不同類型半導體接觸時界面的性質和所發生的過程、各種半導體器件的作用機理和製造工藝等。

7. 半導體物理學是工科對吧

半導體物理是一門課程,理科和工科的很多專業都需要學習。比如物理系,屬於理科,需要學半導體物理這門課。微電子專業屬於工科,更需要學。
我們一般講理科還是工科是講專業,而不是課程。電子工程系當然是工科,而物理系、數學系就基本是理科,但它們課程是可以重復的。

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