电子工业出版社杨德仁半导体材料课后习题答案

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书名：半导体材料

译作者：杨德仁

出版社：电子工业出版社

Tags：电子工业出版社杨德仁半导体材料课后习题答案

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内容简介

本书目录

第1章半导体材料概论 1

1.1 半导体材料的研究和发展历史 2

1.2 半导体材料的基本性质 3

1.2.1 半导体材料的分类 4

1.2.2 半导体材料的基本电学特性 5

1.2.3 半导体材料的材料结构特性 7

1.3 半导体材料的应用和产业 8

1.3.1 半导体材料在微电子产业的应用 8

1.3.2 半导体材料在光电子产业的应用 10

1.3.3 半导体材料在太阳能光伏产业的应用 11

1.4 半导体材料的展望 12

习题1 13

第2章半导体材料物理基础 14

2.1 载流子和能带 14

2.1.1 载流子和电导率 14

2.1.2 能带结构 15

2.1.3 电子和空穴 18

2.2 杂质和缺陷能级 19

2.2.1 掺杂半导体材料 19

2.2.2 杂质能级 20

2.2.3 深能级 22

2.2.4 缺陷能级 23

2.3 热平衡状态下的载流子 23

2.3.1 载流子的状态密度和统计分布 24

2.3.2 本征半导体的载流子浓度 27

2.3.3 掺杂半导体的载流子浓度和补偿 28

2.4 非平衡少数载流子 30

2.4.1 非平衡载流子的产生、复合和寿命 30

2.4.2 非平衡载流子的扩散 32

2.4.3 非平衡载流子在电场下的漂移和扩散 33

2.5 PN结 35

2.5.1 PN结的制备 36

2.5.2 PN结的能带结构 38

2.5.3 PN结的电流-电压特性 39

2.6 金属-半导体接触和MIS结构 41

2.6.1 金属-半导体接触 41

2.6.2 欧姆接触 43

2.6.3 MIS结构 44

习题2 45

参考文献 45

第3章半导体材料晶体生长原理 46

3.1 半导体晶体材料的生长方式 46

3.2 晶体生长的热力学理论 47

3.2.1 晶体生长的自由能和驱动力 47

3.2.2 晶体生长的均匀成核 50

3.2.3 晶体生长的非均匀成核 52

3.3 晶体生长的动力学理论 54

3.3.1 晶体生长单原子层界面模型 54

3.3.2 晶体生长机制 56

3.4 晶体的外形控制 59

3.4.1 晶体外形和界面自由能的关系 59

3.4.2 晶体外形和晶体生长界面的关系 60

3.4.3 晶体外形和晶体生长方向的关系 61

习题3 62

参考文献 63

第4章半导体材料晶体生长技术 64

4.1 熔体生长技术 64

4.1.1 直拉晶体生长技术 64

4.1.2 布里奇曼晶体生长技术 66

4.1.3 区熔晶体生长技术 67

4.2 溶液生长技术 69

4.2.1 溶液降温生长晶体技术 70

4.2.2 溶液恒温蒸发生长晶体技术 70

4.2.3 溶液温差水热生长晶体技术 71

4.2.4 溶剂分凝(助溶剂法)生长晶体技术 71

4.2.5 溶液液相外延生长晶体技术 71

4.3 气相生长技术 73

4.3.1 真空蒸发法 74

4.3.2 升华法 78

4.3.3 化学气相沉积法 78

4.3.4 低维半导体材料的生长和制备 81

习题4 84

参考文献 84

第5章元素半导体材料的基本性质 86

5.1 硅材料 86

5.1.1 硅的基本性质和应用 86

5.1.2 硅的晶体结构 88

5.1.3 硅的能带结构 91

5.1.4 硅的电学性质 93

5.1.5 硅的化学性质 94

5.1.6 硅的光学性质 95

5.1.7 硅的力学性质 97

5.1.8 硅的热学性质 99

5.2 锗材料的基本性质 100

5.3 碳材料的基本性质 103

习题5 105

参考文献 105

第6章元素半导体材料的提纯和制备 107

6.1 金属硅的制备 107

6.2 高纯多晶硅的提纯和制备 109

6.2.1 三氯氢硅工艺制备高纯多晶硅 109

6.2.2 硅烷热分解工艺制备高纯多晶硅 114

6.2.3 流化床工艺制备高纯多晶硅 115

6.2.4 其他化学提纯工艺制备高纯多晶硅 116

6.2.5 物理冶金工艺制备太阳能级多晶硅 117

6.3 高纯锗半导体材料的提纯和制备 120

6.3.1 锗半导体材料的应用 120

6.3.2 金属锗的制备 121

6.3.3 高纯锗的制备 123

6.3.4 单晶锗的制备 123

习题6 124

参考文献 124

第7章区熔单晶硅的生长和制备 125

7.1 分凝现象和分凝系数 125

7.1.1 分凝现象和平衡分凝系数 125

7.1.2 有效分凝系数 127

7.1.3 正常凝固和杂质分布 128

7.2 区熔晶体生长理论 129

7.3 区熔单晶硅生长 132

习题7 136

参考文献 137

第8章直拉单晶硅的生长和制备 138

8.1 直拉单晶硅的生长工艺 138

8.1.1 直拉单晶硅生长的基本工艺 139

8.1.2 直拉单晶硅生长的主要控制因素 144

8.2 直拉单晶硅的新型生长工艺 148

8.2.1 磁控直拉单晶硅生长工艺 148

8.2.2 重复装料直拉单晶硅生长工艺 149

8.2.3 连续加料直拉单晶硅生长工艺 150

8.3 硅片加工工艺 151

8.3.1 晶锭切断 151

8.3.2 晶锭滚圆和切方 152

8.3.3 晶锭切片 152

8.3.4 硅片化学腐蚀 154

8.3.5 硅片倒角 155

8.3.6 硅片研磨 155

8.3.7 硅片抛光 155

习题8 156

参考文献 157

第9章直拉单晶硅的杂质和缺陷 159

9.1 直拉单晶硅的掺杂 159

9.1.1 直拉单晶硅的掺杂剂 159

9.1.2 直拉单晶硅的掺杂技术 160

9.1.3 直拉单晶硅的掺杂量 161

9.2 直拉单晶硅的杂质 163

9.2.1 氧杂质 163

9.2.2 碳杂质 167

9.2.3 氮杂质 169

9.2.4 锗杂质 171

9.2.5 氢杂质 173

9.2.6 金属杂质 175

9.3 直拉单晶硅的缺陷 177

9.3.1 单晶硅原生缺陷 177

9.3.2 硅片加工诱生缺陷 179

9.3.3 器件工艺诱生缺陷 180

习题9 182

参考文献 183

第10章硅薄膜半导体材料 184

10.1 单晶硅薄膜半导体材料 184

10.1.1 外延生长单晶硅薄膜 185

10.1.2 外延单晶硅薄膜掺杂 189

10.1.3 外延单晶硅薄膜的缺陷 191

10.2 非晶硅薄膜半导体材料 192

10.2.1 非晶硅薄膜材料的基本性质 193

10.2.2 非晶硅薄膜材料的制备 196

10.2.3 非晶硅薄膜材料中的氢杂质 198

10.3 多晶硅薄膜半导体材料 200

10.3.1 多晶硅薄膜的基本性质 200

10.3.2 多晶硅薄膜的制备 202

10.4 绝缘体上硅(SOI)薄膜半导体材料 206

10.4.1 注氧隔离技术 208

10.4.2 键合和反面腐蚀技术 208

10.4.3 注氢智能切割技术 209

10.5 锗硅(SiGe)薄膜半导体材料 210

习题10 212

参考文献 212

第11章 Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料 216

11.1 Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料的基本性质 216

11.2 GaAs半导体材料的性质和应用 219

11.3 GaAs半导体材料的制备 222

11.3.1 布里奇曼法制备 223

11.3.2 液封直拉法制备 224

11.3.3 单晶GaAs薄膜的外延制备 225

11.4 GaAs晶体的杂质和缺陷 227

11.4.1 GaAs晶体的掺杂 227

11.4.2 GaAs晶体的Si杂质 228

11.4.3 GaAs晶体的缺陷 229

11.5 GaN半导体材料的性质和应用 230

11.6 GaN半导体材料的制备 233

11.6.1 单晶GaN的制备 233

11.6.2 单晶GaN薄膜的制备 235

11.7 GaN晶体的杂质和缺陷 236

11.7.1 GaN晶体的杂质 236

11.7.2 GaN晶体的缺陷 237

11.8 其他Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料 240

11.8.1 InP半导体材料 240

11.8.2 GaP半导体材料 242

习题11 243

参考文献 243

第12章 Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料 245

12.1 Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料的基本性质 246

12.2 Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料的制备 247

12.2.1 Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体晶体材料的制备 248

12.2.2 Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体薄膜材料的制备 251

12.2.3 Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料的缺陷 253

12.3 CdTe半导体材料 255

12.3.1 CdTe半导体材料的性质和应用 255

12.3.2 CdTe半导体材料的制备 257

12.3.3 CdTe半导体材料的缺陷 259

12.4 其他Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料 260

12.4.1 CdS半导体材料 260

12.4.2 CuInGaSe半导体材料 261

习题12 263

参考文献 263

第13章氧化物半导体材料 267

13.1 ZnO半导体材料 267

13.1.1 ZnO半导体材料的基本性质 268

13.1.2 ZnO半导体材料的器件及应用 271

13.1.3 ZnO半导体材料的制备 273

13.1.4 ZnO晶体的缺陷与杂质 275

13.2 Ga2O3半导体材料 280

13.2.1 Ga2O3半导体材料的基本性质 280

13.2.2 Ga2O3半导体材料的器件及应用 282

13.2.3 Ga2O3半导体材料的制备 284

13.2.4 Ga2O3晶体的杂质和缺陷 289

习题13 293

参考文献 294

第14章 Ⅳ-Ⅳ族化合物半导体材料 299

14.1 SiC半导体材料的性质和应用 299

14.1.1 晶体结构 299

14.1.2 能带结构 300

14.1.3 掺杂和载流子浓度 302

14.1.4 迁移率 303

14.1.5 光学性质 303

14.1.6 其他性质 304

14.1.7 应用 305

14.2 SiC半导体材料的制备 305

14.2.1 单晶SiC的制备 305

14.2.2 SiC薄膜材料的制备 308

14.3 SiC晶体的杂质和缺陷 309

14.3.1 SiC晶体的掺杂 309

14.3.2 SiC晶体的缺陷 311

习题14 313

参考文献 314

第15章有机半导体材料 317

15.1 有机半导体材料的基本性质 317

15.1.1 有机半导体材料的结构性质 318

15.1.2 有机半导体材料的电学性质 321

15.1.3 有机半导体材料的光学性质 323

15.1.4 有机半导体材料的其他性质 324

15.2 有机半导体材料的制备 324

15.2.1 溶液法 324

15.2.2 非溶液法 326

15.3 有机半导体材料的器件应用 327

15.3.1 有机半导体材料在发光器件中的应用 327

15.3.2 有机半导体材料在光伏器件中的应用 329

15.3.3 有机半导体材料在电子器件中的应用 331

15.3.4 有机半导体材料在新型器件中的应用 332

习题15 333

参考文献 333

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