1、第一章 半導體中的電子能量狀態(tài),晶體中能帶的形成,物質,固體,液體,氣體,非晶體,晶體,單晶體,多晶體,,§1·1 半導體的晶體結構和結合性質 Crystal Structure and Bonds in Semiconductors,重點: 晶體結構: 1金剛石型： Ge、Si 2閃鋅礦型： GaAs 3 纖鋅礦型,共價鍵 混合鍵,,,,,1、金剛石結構,Si,Ge,C 等IV族元素，原子

2、的最外層有四個價電子,正四面體結構：每個原子周圍有四個最近鄰的原子。,共價鍵：由同種晶體組成的元素半導體,其原子間無負電性差,它們通過共用一對自旋相反而配對的價電子結合在一 起。,,金剛石結構：復式晶格。由兩個面心立方晶格沿立方對稱晶胞的體對角線錯開1/4長度套構而成。排列方式 以雙原子層ABCABC,,,,,,,,,,,,半導體的晶體結構,金剛石結構閃鋅礦結構,硅的原子密度5.00x1022cm-3,鍺的原子密度4.42x10

3、22cm-3,兩原子間最短距離硅：0.235nm鍺：0.245nm,,,金剛石結構的結晶學原胞,Ge: a=5.43089埃 Si: a=5.65754埃,Crystal Structure and Bonds in Semiconductors,,,2、閃鋅礦結構和混合鍵,材料: Ⅲ-Ⅴ族和Ⅱ-Ⅵ族二元化合物半導體。 例如：,GaAs、GaP、SiC、SiGe、InP、InAs、InSb………,化學鍵

4、: 共價鍵+離子鍵,,Crystal Structure and Bonds in Semiconductors,Semiconductor Physics-2003,13,閃鋅礦(Zinc Blende Structure), GaAs, InP,晶格由兩種不同原子組成的面心立方晶格套構而成。雙原子復式格子,III－V族化合物，每個原子被四個異族原子包圍。共價鍵中有一定的離子性，稱為極性半導體。,,,3、纖維鋅礦結構： Zn