半導(dǎo)體物理學(xué)前言

1、半導(dǎo)體物理學(xué)前言RRTT照片照片I 電流V 電壓0正向反向照片照片BZIxvfBP型半導(dǎo)體薄片：長度為L，寬度為b，厚度為 d磁場方向 (z方向）與薄片垂直，電流方向?yàn)閤方向Lbd fExyz10 G1 G100 M10 M1 M100 K10 K1 K0.1 K19701980199020002010100 G10 GGiga100 M10 MMegaKilo19701980199020002010 1874年年 F.Braun金屬半導(dǎo)體接觸金屬半導(dǎo)體接觸氧化銅、硒氧化銅、硒整流器、曝光計(jì)整流器、曝光計(jì)1879年年Hall效應(yīng)效應(yīng)K.Beadeker半導(dǎo)半導(dǎo)體中有兩種不同體中有兩種不同類型的

2、電荷類型的電荷 1948年年 Shockley ，Bardeen, Brattain鍺晶體管鍺晶體管 (transistor)點(diǎn)接觸式的點(diǎn)接觸式的硅硅檢波器檢波器1940187019301950硅硅晶體管晶體管1955年德國西門子年德國西門子氫還原三氯硅烷法氫還原三氯硅烷法制得高純硅制得高純硅直拉法直拉法較大的鍺單晶較大的鍺單晶直拉法直拉法第一根硅單晶第一根硅單晶1957年年 第一顆砷化鎵第一顆砷化鎵單晶誕生單晶誕生196019501952年年H.Welker發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)-族化族化合物合物 1958年年W.C.Dash無無位錯(cuò)硅單晶位錯(cuò)硅單晶1963年年 用液相外延法生長用液相外延法生長砷化鎵外延

3、層，砷化鎵外延層，半導(dǎo)體激光器半導(dǎo)體激光器1963年砷化鎵年砷化鎵微波振蕩效應(yīng)微波振蕩效應(yīng)19701960硅外延硅外延技術(shù)技術(shù)1965年年J.B.Mullin發(fā)明發(fā)明氧化硼液封直拉氧化硼液封直拉法砷化鎵單晶法砷化鎵單晶Si單晶8英寸英寸（200mm）已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)12英寸英寸（300mm）2005年全球16個(gè)工廠18英寸英寸2007年可投入生產(chǎn)27英寸英寸研制正在積極籌劃目前硅基材料研究的主流：目前硅基材料研究的主流：GeSi/Si應(yīng)變層超晶格材料應(yīng)變層超晶格材料 新一代移新一代移動(dòng)通信。動(dòng)通信。硅基應(yīng)變異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料硅基應(yīng)變異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料Si/GeSi MOSFET 的最高截止頻率已達(dá)的最

4、高截止頻率已達(dá)200GHz，噪音在，噪音在10GHz下為下為0.9dB，其，其性能可與性能可與GaAs器件相媲美。器件相媲美?；诨?低維新型半導(dǎo)體材料低維新型半導(dǎo)體材料 人工構(gòu)造（通過能帶工程實(shí)施）人工構(gòu)造（通過能帶工程實(shí)施） 新一代量子器件的基礎(chǔ)新一代量子器件的基礎(chǔ)非線性光學(xué)效應(yīng)非線性光學(xué)效應(yīng)量子尺寸效應(yīng)量子尺寸效應(yīng)量子干涉效應(yīng)量子干涉效應(yīng)量子隧穿效應(yīng)量子隧穿效應(yīng) 高頻大功率、耐高溫、抗輻射半導(dǎo)體微電子高頻大功率、耐高溫、抗輻射半導(dǎo)體微電子 器件和電路的理想材料器件和電路的理想材料 通信、汽車、航空、航天、石油開采及國防通信、汽車、航空、航天、石油開采及國防SiC、GaN 和金剛石薄膜等材料的特點(diǎn)和金剛石薄膜等材