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マインドマップギャラリー物理学 - 半導体物理学マインドマップ

物理学 - 半導体物理学マインドマップ

自由電子、結晶、真性半導体などを含む物理半導体物理学に関するマインドマップ。皆さんのお役に立てれば幸いです。

2023-11-21 23:29:50 に編集されました

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半導体物理学

自由電子

k波ベクトル式

結晶

原子密度

周期的な

真性半導体

外部半導体

欠陥

点欠陥：ギャップ線欠陥：空孔面欠陥：積層欠陥、結晶粒界

波動粒子双対性

小さいサイズ

ボラティリティ

大きいサイズ

粒子の性質

シュレーディンガー方程式

ブロッホの定理

ブリルアンゾーン

真性半導体

コンセプト

バンドギャップ幅

シリコン Si=1.12eV ゲルマニウム Ge=0.67eV ガリウムヒ素 GaAs=1.43eV

ほとんど

高温と容易な移行

有効質量

電子構造有効質量

状態密度有効質量

導電率有効質量

特徴

準運動エネルギー

電子正孔濃度は等しい

不純物半導体

不純物の種類

ギャップ

代わりの

n型半導体

ドナーのエネルギーレベル

電子を放出する

Vファミリー

p型半導体

アクセプターのエネルギー準位

結合電子

グループIII

エネルギーレベルの位置

非縮退半導体

浅いエネルギー準位

ドナーのイオン化エネルギー

アクセプターのイオン化エネルギー

補償する

p型とn型があります

深いエネルギーレベル

複数のエネルギーレベル

長距離

配合センター

電子と正孔のペアを再結合する

トラップ効果

空母を捕獲する

弱く縮退した半導体

縮退半導体

フェルミ準位が禁制帯内にありません

キャリア分布

エネルギーレベルの概念

エネルギーバンドレベル

状態密度

導体底部

価格帯トップ

電子確率分布関数

フェルミ分布関数

フェルミレベル

ボルツマン分布関数

集中力（非退化）

伝導帯電子濃度

伝導帯の実効状態密度

価電子帯正孔濃度

価電子帯の実効状態密度

濃縮積

不純物レベル

ドナーのエネルギーレベル

電子確率

ドナーエネルギー準位の基底状態縮退

通常は2を取る

ドナーエネルギー準位の電子濃度

イオン化ドナー濃度

アクセプターのエネルギー準位

穴の確率

アクセプタエネルギー準位の基底状態縮退

通常は4つかかります

アクセプターのエネルギー準位の正孔濃度

イオン化アクセプター濃度

温度

ドナー

低温弱電離ゾーン

強電離（飽和領域）

組合によるドナーの集中

移行ゾーン

高温固有ゾーン

受信者

低温弱電離ゾーン

強電離（飽和領域）

結合アクセプター濃度

移行ゾーン

高温固有ゾーン

導電率

コンセプト

導電率

抵抗率

n型

p型

本質的

散乱

イオン化不純物散乱 (i)

不純物濃度

格子振動散乱

音響波散乱 (秒)

光波散乱(o)

フォノンエネルギー

その他の散乱

式の関係

散射概率

平均自由时间

载流子在电场中作漂移运动时，只有在连续两次散射之间的时间内才加速运动，这段时间称为自由时间

迁移率

可動性

非平衡

少数キャリア

コンセプト

集中

少量の注射

非平衡キャリアはマルチキャリア濃度よりもはるかに小さい

大きな注射

マルチキャリア濃度よりもはるかに多くの非平衡キャリアが存在します。

非平衡キャリア濃度

ライフタイム: 非平衡キャリア濃度が 1/e に減少するまでの時間

準フェルミ準位

電子準フェルミ準位

穴の準フェルミ準位

製品

濃度とエネルギーレベルの対応

複雑な

形状

光子を放出する

輝き

フォノンを発する

格子振動

オージェコンパウンド

キャリアの運動エネルギーを増加させる

プロセス

内部

直接

直接純複利率

強い n 型強い p 型真性

間接的な

4つのプロセス

電子と正孔を放出する

電子と正孔を捕捉する

パラメータ

再結合中心エネルギー準位の電子濃度

再結合中心濃度

正味複利率

人生

断面をキャプチャー

表面

トラップ

トラップエネルギー準位における電子蓄積濃度

トラップエネルギーレベル

深いエネルギーレベル

拡散運動

ユニバーサルソリューション

n型

十分な厚さ

拡散流密度

厚くなければなりません(W)

拡散長

電流密度

ドリフト

電位差

拡散

濃度差

アインシュタインの関係

要約する

双极输运方程

小注入n型

小注入p型

簡略化する

稳定状态

过剩载流子均匀分布

零电场

无过剩载流子产生

无过剩载流子复合

pn接合

空間電荷領域

電位差

Si0.7 Ge0.3

順方向バイアスが小さくなり、逆方向バイアスが大きくなる

理想的なpn接合

パラメータ

バランスの悪い少数の子供たち

電流密度

一方向接続

逆方向飽和電流

Jは温度とともに増加します

実際の

ポジティブバイアス

a. バリア再結合電流

再結合電流密度

b. 拡散電流

c. 大量の注入

d. リニア（直列抵抗効果）

逆バイアス

電位障壁が電流を生成する

電流を発生させる

壊す

雪崩現象

乗数効果

正の温度係数

トンネル崩壊

立ち入り禁止区域を通過する

負の温度係数

熱破壊

熱的不安定性

キャパシタンス

不純物分布

バリア幅

バリア容量

拡散容量

突然変異の結び目

直線勾配ジャンクション

トンネル効果

禁止帯域幅が狭すぎます

超高周波、超高温

負性抵抗

コンセプト

仕事関数

金属加工機能

金属バリアの高さ

半導体の仕事関数

半導体障壁高さ

印加電圧

半導体バリア

金属バリア

変更なし

絶え間ない

整流器

触る

接触の修正

拡散理論

厚いバリア層

キャリアの移動＝ドリフト拡散

空乏層幅

電圧に応じて変化、飽和しない

熱電子放出理論

障壁を超えて

実効リチャードソン定数

電圧、温度の関数に依存しない

ミラーパワー

金属誘起正電荷

バリア最大位置

バリアの低減

トンネル効果

貫通バリア

バリアの低減

臨界バリア厚さ

ショットキーダイオード

高周波

逆方向飽和電流が大きい

より低い順方向導通電圧 - 0.3V

オーミックコンタクト

薄いバリア

バリアを貫通する

金属 - 高濃度ドープ半導体 - ドープ半導体

表面状態

MIS

パラメータ

理想的な条件

p型

州

表面エネルギーバンド

電圧

表面の電界強度

表面電荷密度

単位面積あたりの静電容量

複数の子の蓄積

平ベルト

多くの息子たちの疲れ果てた姿

アンチタイプ

弱いアンチタイプ

強力なアンチタイプ

実際の

金属と半導体の仕事関数の差はゼロです

フラットバンド電圧

絶縁層内には電荷がなく、絶縁層は完全に非導電性です

絶縁体と半導体の界面には界面準位が存在しない

C-V特性

低インピーダンスの高周波を通過させる

n型

チェン・ペイミン

熱平衡時のエネルギーバンドとキャリア分布

基本的な

単一電子近似

立方センチメートルあたり

シリコン 5*10E22

ゲルマニウム 2.42*10E22

ダイヤモンドの単位胞内の原子の有効数は 8 です

自由電子

k波ベクトル式

バンドギャップ幅

ダイヤモンド 6～7eV、シリコン 1.12eV、ゲルマニウム 0.67eV、ガリウムヒ素 1.43eV

高温が小さくなる

有効質量

価電子帯がマイナスです

準運動エネルギー

穴

不純物半導体

不純物

ギャップ

代わりの

n型半導体

ドナーのエネルギーレベル

電子を放出する

Vファミリー

p型半導体

アクセプターのエネルギー準位

結合電子

グループIII

エネルギーレベル

非縮退半導体

浅いエネルギー準位

ドナーのイオン化エネルギー

アクセプターのイオン化エネルギー

補償する

p型とn型があります

深いエネルギーレベル

複数のエネルギーレベル

長距離

配合センター

電子と正孔のペアを再結合する

トラップ効果

空母を捕獲する

弱く縮退した半導体

縮退半導体

フェルミ準位が禁制帯内にありません

キャリア分布

エネルギーバンドレベル

状態密度

導体底部

価格帯トップ

電子確率分布関数

フェルミ分布関数

フェルミレベル

ボルツマン分布関数

集中力（非退化）

伝導帯電子濃度

伝導帯の実効状態密度

価電子帯正孔濃度

価電子帯の実効状態密度

濃縮積

本質的な集中力

不純物レベル

ドナーのエネルギーレベル

電子確率

ドナーエネルギー準位の基底状態縮退

通常は2を取る

ドナーエネルギー準位の電子濃度

イオン化ドナー濃度

アクセプターのエネルギー準位

穴の確率

アクセプタエネルギー準位の基底状態縮退

通常は4つかかります

アクセプターのエネルギー準位の正孔濃度

イオン化アクセプター濃度

温度

ドナー

低温弱電離ゾーン

強電離（飽和領域）

組合によるドナーの集中

移行ゾーン

高温固有ゾーン

受信者

低温弱電離ゾーン

強電離（飽和領域）

結合アクセプター濃度

移行ゾーン

高温固有ゾーン

キャリア輸送現象

導電率

抵抗率

n型

p型

本質的

散乱

イオン化不純物散乱 (i)

不純物濃度

格子振動散乱

音響波散乱 (秒)

光波散乱(o)

フォノンエネルギー

その他の散乱

式の関係

散射概率

平均自由时间

载流子在电场中作漂移运动时，只有在连续两次散射之间的时间内才加速运动，这段时间称为自由时间

迁移率

可動性

非平衡

少数キャリア

集中

少量の注射

非平衡キャリアはマルチキャリア濃度よりもはるかに小さい

大きな注射

マルチキャリア濃度よりもはるかに多くの非平衡キャリアが存在します。

非平衡キャリア濃度

ライフタイム: 非平衡キャリア濃度が 1/e に減少するまでの時間

準フェルミ準位

電子準フェルミ準位

穴の準フェルミ準位

製品

濃度とエネルギーレベルの対応

複雑な

形状

光子を放出する

輝き

フォノンを発する

格子振動

オージェコンパウンド

キャリアの運動エネルギーを増加させる

プロセス

内部

直接

直接純複利率

強い n 型強い p 型真性

間接的な

4つのプロセス

電子と正孔を放出する

電子と正孔を捕捉する

パラメータ

再結合中心エネルギー準位の電子濃度

再結合中心濃度

正味複利率

人生

断面をキャプチャー

表面

トラップ

トラップエネルギー準位における電子蓄積濃度

トラップエネルギーレベル

深いエネルギーレベル

拡散運動

ユニバーサルソリューション

n型

十分な厚さ

拡散流密度

厚くなければなりません(W)

拡散長

電流密度

ドリフト

電位差

拡散

濃度差

アインシュタインの関係

双極性輸送方程式

少量注入n型

少量注入p型

簡略化する

稳定状态

过剩载流子均匀分布

零电场

无过剩载流子产生

无过剩载流子复合

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