固体物理导论--半导体物理.pptVIP

晶格 —— 晶体中原子排列的具体形式 1. 简单立方晶格 —— 原子球在一个平面 内呈现为正方排列 —— 平面的原子层叠加起 来得到简单立方格子 原子、原子间距不同，但有相同排列规则，这些原子构成的晶体具有相同的晶格____如Cu和Ag；Ge和Si等等 用圆点表示原子的位置 —— 得到简单立方晶格结构 2. 体心立方晶格 体心立方晶格结构 原子球排列形式 体心立方原子球排列方式表示为 AB AB AB …… 体心立方晶格中，A层中原子球的距离等于A－A层之间的距离，A层原子球的间隙 —— —— 原子球的半径 —— 体心立方晶格 结构的金属 Li、Na、K、Rb、Cs、Fe 等 —— 全同小圆球平铺在平面上，任一个球都与6个球相切。 每三个相切的球的中心构成一等边三角形 每个球的周围有6个空隙 这样构成一层 —— A层 第二层是同样的铺排 —— B层 第三层是同样的铺排 —— C层 3 六角密排 B层原子球排列 A层原子球排列 C层原子球排列之一 —— 六角密排晶格 C层原子球排列 原子球排列为：AB AB AB …… 六角密排晶格结构晶体 Be、Mg、Zn、Cd C层原子球排列之二 —— 面心立方晶格 4. 面心立方晶格 B层原子球排列 C层原子球排列 原子球排列 —— ABC ABC ABC …… —— 层的垂直方向是对称性为3的轴，是立方体的空间对角线 面心立方晶格结构晶体 Cu、Ag、Au、Al 5. 金刚石晶格结构 —— 碳原子构成的一个面心立方原胞内还有四个原子，分别位于四个空间对角线的 1／4处 —— 金刚石结构的半导体晶体 Ge、Si等 —— 一个碳原子和其它四个碳 原子构成一个正四面体 6. 几种化合物晶体的晶格 1) NaCl晶体的结构 氯化钠由Na+和Cl－结合而成 —— 一种典型的离子晶体 Na+构成面心立方格子；Cl－也构成面心立方格子 2) CsCl晶体的结构 CsCl结构 —— 由两个简单立方子晶格彼此沿立方体空间对角线位移1／2 的长度套构而成 3) ZnS晶体的结构 —— 闪锌矿结构 立方系的硫化锌 —— 具有金刚石类似的结构 化合物半导体 —— 锑化铟、砷化镓、磷化铟 4. 晶格周期性的描述 —— 布拉伐格子 §1.2 晶格的周期性 1. 晶格周期性的描述 —— 原胞和基矢 原胞 —— 一个晶格中最小重复单元 基矢 —— 原胞的边矢量 —— 三维晶格的重复单 元是平行六面体 —— 重复单元的边长矢量 单胞 —— 为了反映晶格的对称性，常取最小重复单元的几倍 作为重复单元 单胞的边在晶轴方向，边长等于该方向上的一个周期 —— 代表单胞三个边的矢量称为单胞的基矢 单胞基矢 一些情况下，单胞就是原胞 一些情况下，单胞不是原胞 简单立方晶格 — 单胞是原胞 面心立方晶格 — 单胞不是原胞 面心立方晶格 原胞基矢 原胞的体积 单胞基矢 单胞的体积 1) 简单立方晶格 —— 原胞为简单立方晶格的立方单元 基矢 原胞体积 —— 原胞中只包含一个原子 2. 简单晶格 —— 由完全等价的一种原子构成的晶格 2) 面心立方晶格 立方体的顶点到三个近邻的面心引三个基矢 —— 原胞中只包含一个原子 基矢 原胞体积 3) 体心立方晶格 由立方体的中心到三个顶点引三个基矢 —— 原胞中只包含一个原子 基矢 原胞体积 3. 复式晶格 —— 复式格子包含两种或两种以上的等价原子 1) 不同原子或离子构成的晶体 NaCl 、 CsCl 、ZnS等 2) 相同原子但几何位置不等价的原子构成的晶体 金刚石结构的C、Si、Ge 六角密排结构Be、Mg、Zn * 1947年12月23日，美国物理学家肖克利、巴丁和布拉顿三人捷足先登，合作发明了晶体管 晶体管是半导体做的固体电子元件 中央处理器(CPU)是现代社会飞速运转的动力源泉，在任何电子设备上都可以找到微芯片的身影 处理器的制造过程可以大致分为沙子原料(石英)、硅锭、晶圆、光刻(平版印刷)、蚀刻、离子注入、金属沉积、金属层、互连、晶圆测试与切割、核心封装、等级测试、包装上市等诸多步骤，而且每一步里边又包含更多细致的过程 沙子：硅是地壳内第二丰富的元素，而脱氧后的沙子(尤其是石英)最多包含25％的硅元素，以二氧化硅(SiO2)的形式存在，这也是半导体制造产业的基础 通过多步净化得到可用于半导体制造质量的硅，学名电子级硅(EGS)，平均每一百万个硅原子中最多只有一个杂质原子。 通过硅净化熔炼得到大晶体的，最后得到的就是硅锭(Ingot) 晶圆：切割出的