半導(dǎo)體物理學(xué)(學(xué)習(xí)半導(dǎo)體物理應(yīng)有哪些)
1.學(xué)習(xí)半導(dǎo)體物理應(yīng)有哪些基礎(chǔ)知識
需要固體物理的知識：
費米能級（電子的分布） -- 能帶（晶格原子對勢場分布的影響）
最后要弄懂載流子就是空穴和電子
需要統(tǒng)計物理：
玻爾茲曼分布 -- 費米分布
要知道簡并， 非簡并時該用什么分布
剩下的半導(dǎo)體物理全都是簡單的積分。算來算去無非就是算載流子濃度的變化。延伸一下就是電流密度，電容。..
如果你沒學(xué)過固體物理，那么第一章直接跳過。用baidu弄懂費米能級 -- 能帶 -- 空穴 -- 電子這四個概念。然后從第二章開始學(xué)，其實就是統(tǒng)計積分----不過，這樣會很累。
2.自學(xué)半導(dǎo)體物理需要哪些基礎(chǔ)知識,具體來說
離子注入
18，化學(xué)機械平坦化
19，硅片測試
20，淀積
12，金屬化
13，光刻：氣相成底膜到軟烘
14，光刻：對準(zhǔn)和曝光
15，光刻：光刻膠顯影和先進的光刻技術(shù)
16，刻蝕
171，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)介紹
2，半導(dǎo)體材料特性
3，器件技術(shù)
4，硅和硅片制備
5，半導(dǎo)體制造中的化學(xué)品
6，硅片制造中的沾污控制
7，測量學(xué)和缺陷檢查
8，工藝腔內(nèi)的氣體控制
9，集成電路制造工藝概況
10，氧化
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3.半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識方面
半導(dǎo)體（ semiconductor），指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體（conductor）與絕緣體（insulator）之間的材料。
半導(dǎo)體在收音機、電視機以及測溫上有著廣泛的應(yīng)用。如二極管就是采用半導(dǎo)體制作的器件。
半導(dǎo)體是指一種導(dǎo)電性可受控制，范圍可從絕緣體至導(dǎo)體之間的材料。無論從科技或是經(jīng)濟發(fā)展的角度來看，半導(dǎo)體的重要性都是非常巨大的。
今日大部分的電子產(chǎn)品，如計算機、移動電話或是數(shù)字錄音機當(dāng)中的核心單元都和半導(dǎo)體有著極為密切的關(guān)連。常見的半導(dǎo)體材料有硅、鍺、砷化鎵等，而硅更是各種半導(dǎo)體材料中，在商業(yè)應(yīng)用上最具有影響力的一種。
4.求助半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識
半導(dǎo)體就是介于導(dǎo)體與絕緣體之間的物質(zhì)。它分為本征半導(dǎo)體和雜志半導(dǎo)體。
本征半導(dǎo)體：純凈晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體稱之為本征半導(dǎo)體。常用的材料如：硅和鍺。它們都是四價元素，即原子軌道的最外層有4個電子。當(dāng)把它們制作成晶體時，它們是靠共價鍵的作用緊密聯(lián)系在一起的。
雜質(zhì)半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體摻入特定的雜質(zhì)來改變它的導(dǎo)電性，這種半導(dǎo)體成為雜質(zhì)半導(dǎo)體。
N型半導(dǎo)體：
在本征半導(dǎo)體中摻入5價元素，使晶體中某些原子被雜質(zhì)原子所替代，因為雜質(zhì)原子最外層有5個價電子，它與周圍原子形成共價鍵后還多于一個自由電子，因此使空穴的濃度遠小于自由電子的濃度。但是，電子的濃度與空穴的濃度的乘積是一個常數(shù)，與摻雜無關(guān)。
P型半導(dǎo)體：
在本征半導(dǎo)體中摻入3價元素，晶體中的某些原子被雜質(zhì)原子代替，但是雜質(zhì)原子的最外層只有3個價電子，它與周圍原子形成共價鍵后還多余一個空穴，因此使空穴的濃度遠大于自由電子的濃度。
5.求教半導(dǎo)體物理學(xué)幾個基本概念
半導(dǎo)體中有兩種載流子：自由電子和空穴。
在熱力學(xué)溫度零度和沒有外界能量激發(fā)時，價電子受共價鍵的束縛，晶體中不存在自由運動的電子，半導(dǎo)體是不能導(dǎo)電的。但是，當(dāng)半導(dǎo)體的溫度升高（例如室溫300oK）或受到光照等外界因素的影響，某些共價鍵中的價電子獲得了足夠的能量，足以掙脫共價鍵的束縛，躍遷到導(dǎo)帶，成為自由電子，同時在共價鍵中留下相同數(shù)量的空穴。
空穴是半導(dǎo)體中特有的一種粒子。它帶正電，與電子的電荷量相同。
把熱激發(fā)產(chǎn)生的這種躍遷過程稱為本征激發(fā)。顯然，本征激發(fā)所產(chǎn)生的自由電子和空穴數(shù)目是相同的。
由于空穴的存在，臨近共價鍵中的價電子很容易跳過去填補這個空穴，從而使空穴轉(zhuǎn)移到臨近的共價鍵中去，而后，新的空穴又被其相鄰的價電子填補，這一過程持續(xù)下去，就相當(dāng)于空穴在運動。帶負電荷的價電子依次填補空穴的運動與帶正電荷的粒子作反方向運動的效果相同，因此我們把空穴視為帶正電荷的粒子。
可見，半導(dǎo)體中存在兩種載流子，即帶電荷+q的空穴和帶電荷–q的自由電子。 在沒有外加電場作用時，載流子的運動是無規(guī)則的，沒有定向運動，所以形不成電流。
在外加電場作用下，自由電子將產(chǎn)生逆電場方向的運動，形成電子電流，同時價電子也將逆電場方向依次填補空穴，其導(dǎo)電作用就像空穴沿電場運動一樣，形成空穴電流。雖然在同樣的電場作用下，電子和空穴的運動方向相反，但由于電子和空穴所帶電荷相反，因而形成的電流是相加的，即順著電場方向形成電子和空穴兩種漂移電流。
在本征半導(dǎo)體硅（或鍺）中摻入少量的五價元素，如磷、砷或銻等，就可以構(gòu)成N型半導(dǎo)體。若在鍺晶體中摻入少量的砷原子如圖1所示，摻入的砷原子取代了某些鍺原子的位置。
砷原子有五個價電子，其中有四個與相鄰的鍺原子結(jié)合成共價鍵，余下的一個不在共價鍵內(nèi)，砷原子對它的束縛力較弱，因此只需得到極小的外界能量，這個電子就可以掙脫砷原子的束縛而成為自由電子。這種使雜質(zhì)的價電子游離成為自由電子的能量稱為電離能。
這種電離能遠小于禁帶寬度EGO，所以在室溫下，幾乎所有的雜質(zhì)都已電離而釋放出自由電子。雜質(zhì)電離產(chǎn)生的自由電子不是共價鍵中的價電子，因此，與本征激發(fā)不同，它不會產(chǎn)生空穴。
失去一個價電子的雜質(zhì)原子成為一個正離子，這個正離子固定在晶格結(jié)構(gòu)中，不能移動，所以它不參與導(dǎo)電。 由于砷原子很容易貢獻出一個自由電子故稱為“施主雜質(zhì)”。
失去一個價電子而電離的雜質(zhì)原子，稱為“施主離子”。施主雜質(zhì)的濃度用ND表示。
砷原子對第5個價電子的束縛力較弱，反應(yīng)在能帶圖上，就是該電子的能級非常接近導(dǎo)帶底，稱施主能級ED，其能帶圖如圖2所示。在砷原子數(shù)量很少時，各施主能級間幾乎沒有什么影響，施主能級處于同一能量水平。
施主能級ED和導(dǎo)帶底能級EC之差稱為施主電離能級EiD。對鍺中摻有砷的雜質(zhì)半導(dǎo)體，約為0.0127eV，比鍺的禁帶寬度0.72eV小的多。
在常溫下，幾乎所有砷施主能級上的電子都跳到了導(dǎo)帶，成為自由電子，留下的則是不能移動的砷施主離子。因此，N型半導(dǎo)體的自由電子由兩部分構(gòu)成，一部分由本征激發(fā)產(chǎn)生，另一部分由施主雜質(zhì)電離產(chǎn)生，只要在鍺中摻入少量的施主雜質(zhì)，就可以使后者遠遠超過前者。
例如每104個鍺原子中摻入一個砷原子，鍺的原子密度是4.4′1022/cm3，在單位體積中就摻入了4.4′1018個砷原子，即施主雜質(zhì)濃度ND=4.4′1018/cm3。在室溫下，施主雜質(zhì)電離產(chǎn)生的自由電子濃度n=ND=4.4′1018/cm3。
而鍺本征激發(fā)產(chǎn)生的自由電子濃度ni=2.5′1013/cm3，可見由雜質(zhì)提供的自由電子濃度比本征激發(fā)產(chǎn)生的自由電子濃度大10萬倍。由于自由電子的大量增加，使得電子與空穴復(fù)合機率增加，因而空穴濃度急劇減小，在熱平衡狀態(tài)下，空穴濃度Pn比本征激發(fā)產(chǎn)生的空穴濃度pi要小的多。
因此，N型半導(dǎo)體中，自由電子濃度遠大于空穴濃度，即nn>>pn。因為自由電子占多數(shù)，故稱它為多數(shù)載流子，簡稱“多子”；而空穴占少數(shù)，故稱它為少數(shù)載流子，簡稱“少子”。
在本征半導(dǎo)體硅（或鍺）中摻入少量的三價元素，如硼、鋁或銦等，就可以構(gòu)成P型半導(dǎo)體。若在鍺晶體中摻入少量的硼原子如圖3所示，摻入的硼原子取代了某些鍺原子的位置。
硼原子有三個價電子，當(dāng)它與相鄰的鍺原子組成共價鍵時，缺少一個電子，產(chǎn)生一個空位，相鄰共價鍵內(nèi)的電子，只需得到極小的外界能量，就可以掙脫共價鍵的束縛而填補到這個空位上去，從而產(chǎn)生一個可導(dǎo)電的空穴。由于三價雜質(zhì)的原子很容易接受價電子，所以稱它為“受主雜質(zhì)”。
硼的受主能級EA非常接近價帶頂EV，即受主電離能級EiA=EA-EV之值很小，受主能級幾乎全部被原價帶中的電子占據(jù)，受主雜質(zhì)硼全部電離。受主雜質(zhì)接受了一個電子后，成為一個帶負電荷的負離子。
這個負離子固定在鍺晶格結(jié)構(gòu)中不能移動，所以不參與導(dǎo)電。在常溫下，空穴數(shù)大大超過自由電子數(shù)，所以這類半導(dǎo)體主要由空穴導(dǎo)電，故稱為P型或空穴型半導(dǎo)體。
P型半導(dǎo)體中，空穴為多數(shù)載流子，自由電子為少數(shù)載流子。 雜質(zhì)半導(dǎo)體中，施主雜質(zhì)和受主雜質(zhì)要么處于未離化的中性態(tài)，。
6.
這個問題很寬泛，不太好準(zhǔn)確回答。我的導(dǎo)師就是教劉恩科的《半導(dǎo)體物理》，我考研的專業(yè)課就是《固體物理》。我自認為自己《固體物理》學(xué)得還不錯，在沒有人指導(dǎo)的情況下，這門專業(yè)課還考了130左右。
我個人覺得這兩門課之間關(guān)系緊密，要學(xué)好《半導(dǎo)體物理》，需要掌握《固體物理》里的幾乎所有內(nèi)容。要知道，這兩門課學(xué)習(xí)的其實都是一些理論模型，而不是從微觀上能夠直接觀察到的物理現(xiàn)象。直到現(xiàn)在我都讀博士了，也遠不能說真正對這兩門知識搞得很清楚。
就具體而言，我覺得要學(xué)好《半導(dǎo)體物理》，那么《固體物理》中的與能帶相關(guān)的知識一定要學(xué)的很扎實，要從根本上加以理解。因為，半導(dǎo)體之所以為半導(dǎo)體，就是能帶結(jié)構(gòu)和導(dǎo)體及金屬有著本質(zhì)的區(qū)別。另外，要比較清楚關(guān)于缺陷的概念和對材料產(chǎn)生的影響。要知道，半導(dǎo)體里面進行各種摻雜，其實就是在引入缺陷。其次，學(xué)好倒格子等相關(guān)概念也很重要。
如果還有什么問題，可以通過站內(nèi)信討論，呵呵。
