goal_achieving的博客

2025年2月7日星期五下午16：44编辑至此。其中的诸多公式未能表述，仍需修改。

半导体器件和物理应该分为两边看。半导体物理研究的是电子与空穴的运动规律；半导体器件研究的是器件在不同方面的电性能与光性能。半导体器件与物理研究的目的是用能带裁剪工艺构造势垒结构，从而控制载流子运动半导体工业的核心是集成电路。集成电路的定义是用平面电路工艺，由有源和无源器件组成，靠电路互联并集成在单晶片上，封装在外壳中的具有特定功能的复杂电路。这概念是不是很复杂？我们把它拆开来看本质特征具有特定功能的复杂电路工艺用平面电路组成由有源和无源器件互联靠电路“集成”在单晶片上封装在外壳中。

迁移率的定义：用来描述载流子在单位电场下运动快慢的物理量电子迁移率的表达式：μn=qτcmn\mu_n=\frac{q\tau_c}{m_n}μn​=mn​qτc​​空穴迁移率的表达式：μp=qτcmp\mu_p=\frac{q\tau_c}{m_p}μp​=mp​qτc​​两个迁移率有相同的变化方式，就是在同一温度下，迁移率随杂质浓度的增加而减少。电子迁移率往往高于空穴迁移率。定义的话，大家先捏着鼻子记忆一下。想进入这个领域，就得把前人的东西记住一些。由能量均分理论能得到电子的动能为12mn

pn结的定义：由p型半导体和n型半导体接触形成的结pn结的特性和关键变量包括：整流性（即电流单向导通的特性）、平衡费米能级（费米能级EFE_FEF​为常数,dEFdx=0）、内建电势\frac{dE_F}{dx}=0）、内建电势dxdEF​​=0）、内建电势V_{bi}、空间电荷区（亦称为耗尽层）我们将从这些性质入手，由浅入深、从定性到定量的角度去探讨pn结pn结的整流性，即只允许电流单向导通产生原因：在热平衡时，也就是在给定温度之下，没有任何外界扰动，流经pn结的电子电流和空穴电流都为零。因此，对于每一种

双极型晶体管的结构：双极型器件是一种电子和空穴均参与导通过程的半导器件。由两个相邻的耦合p-n结组成。其结构可为pnp或npn的形式pnp双极型晶体管三段掺杂区的特点：1.发射区(emitter,E)，浓度最高的p+p^+p+区2.基区(base,B)，浓度中等的较窄的n区3.集电区(collector,C)，浓度最小的p区下图为工作在放大模式下的共基组态pnp晶体管。共基组态的含义是：输入和输出电流共用基极。首先我们要明确，如果射基结和集基结相距足够远，也就是基极过宽，那么晶体管与两个二极管的反向

MOS二极管是研究半导体表面特性最有用的器件之一。MOS二极管可作为存储电容器，并且是电荷耦合器件(CCD)的基本结构单元。MOS二极管结构的重要参数包括：氧化层厚度d；施加于金属平板上的电压V（正偏压时V为正，负偏压时V为负）；功函数（金属：qϕmq\phi_mqϕm​；半导体：qϕsq\phi_sqϕs​）=真空能级-费米能级；电子亲和力qxqxqx=真空能级-半导体导带边缘；费米能级与本征费米能级的能极差qψBq\psi_BqψB​。V=0时理想p型MOS二极管的能带图：一个理想MOS二极管应该满足

当电压超过VDsatV_{Dsat}VDsat​时，电流被看作是一定值。注意电流-电压特性中有着三个不同的区域。当VDV_DVD​比较小时，沟道的截面积基本上与VDV_DVD​无关，此I-V特性为欧姆性质或是线性关系。于是将这个工作原理区域视为线性区。当VD≥VDsat时，电流于V_D≥V_{Dsat}时，电流于VD​≥VDsat​时，电流于I_{Dsat}$达到饱和，将这个工作原理区域称为饱和区。

微波频率：微波频率涵盖约从0.1GHz到3000GHz，相当于波长从300cm到0.01cm。分布效应：电子部件在微波频率，与其在较低频率的工作行为不同。输运线：一个由电阻、电容、电感三种等效基本电路部件所组成的复杂网络。

例 一硅晶掺入每立方厘米10^{16}个砷原子，求室温下(300K)的载流子浓度与费米能级。需要用到的公式包括1.本征载流子浓度公式 2.从导带底算起的本征费米能级 2.从本征费米能级算起的费米能级。