PPT《半导体能带工程》

半导体能带工程 1.

半导体固溶体定义: 两种或两种以上同一类型的半导体材料组成的合金. 可看成是两种或两种以上的材料通过互溶方式形成,每种材料的含量用组分表示. SixGe1-x;

Si0.4Ge0.6 :Si:0.4,Ge:0.6 GaAsxP 1-x ;

GaAs0.3P 0.7:GaAs:0.3,GaP:0.7 InxGa 1-x N;

In0.2Ga0.8 N: InN:0.2,GaN:0.8 AlxInyGa 1-x-y N ;

Al0.1In0.3Ga 0.6N :AlN:0.1,InN:0.3,GaN:0.6

2、固溶体的基本特征 性质一般会随组份比的变化而连续变化. 能带结构,载流子迁移率、折射率, 等.(1)晶格常数服从Vegard关系:某种晶体的晶格常数等于所组成化合物晶格常数乘于其所占的比例之和 两种化合物组成:α(GaAsxP1-x)=xαGaAs+(1-x)αGaP 三种化合物组成:α(AlxInyGa 1-x-y N )=xαAlN + yαInN+(1-x-y)αGaN 通过对固溶体晶格常数的测定,可以确定固溶体的组分. (2)能带结构是其组分的函数: 某些固溶体的禁带宽度可表示为组分比的线性函数: EgAB=xEgA+(1-x)EgB EgABC=xEgA+yEgB +(1-x-y)EgC某些固溶体的禁带宽度随组分变化偏离线性规律,可用模型表示: Eg=a+bx+cx2 GaxInyP:1.351+0.643x+0.786 x2裁剪材料的能带结构,对特定固溶体禁带宽度随组分的变化关系研究.

3、固溶体的禁带展宽与跃迁类型的转变 同类型的半导体材料的禁带宽度随组成元素的平均原子序数的增加而减小. EgInN