半导体材料物理基础，相当于篮球中的控球技术！

由于上一章我们用大量的篇幅研究能带理论，以及sp，sp2  ，sp3杂化理论，有了这个基础，再开始研究硅材料的时候才能做到理解其根本，从而追随着硅基半导体材料的发展路线，找到未来材料的发展方向，所以，今天就直接上理论了，不搞花活了，大家擦亮眼睛慢慢看吧！

我们回顾一下前面讲的能带理论，当材料大量的原子通过共价键组成晶体的时候，在外界能量的刺激下，材料的1s，2s，2p...会因为原子量的大小不同，而导致最外层是其中之一的时候就会发生新的杂化轨道出现能级展宽。

前面我们讲过H原子的了，这里就不讲H原子了，我们直接将Li原子，当N个Li原子组成的体系时，能级展宽如下，N/2个能级占满，另N/2个能级由于能量高而空出。

金属的能带：金属是导体，因此金属的能带比半导体的简单得多，价带邠被填充。

再回顾一下Si的能带：价带和导带之间有个带隙宽度，导致硅平时导电性差，是半导体

前面也讲过碳原子的能带是SP3杂化。

理想半导体的能带：价带被占据，导带空的。

带隙：

半导体中的载流子：电子和空穴

由于硅的带隙宽度不算大，因此在外界能量激发下，可以产生电子和空穴对，未掺杂的半导体的电子空穴对浓度低，导电性差，因此是半导体。

纯净半导体的导电性：

空穴的运动：

空穴从a移动到b，相当于空穴将b处原来的电子复合，则形成新的空穴；

空穴又从b移动到c，类似从a到b；

对于d的空穴，当e的电子从导带跃迁到价带后，最终于空穴复合，两者最终消失e；

半导体的导带：电子和空穴同时在外界电场作用小发生漂移运动。

金属、半导体、绝缘体能带结构差别：

半导体的掺杂：

电子和空穴的浓度：

费米-狄拉克分布函数：费米能级

实际载流子浓度：

半导体的光电效应和热电效应：

当吸收的能量刚刚能激发离子跃迁到导带的时候，不产生能量释放，当能量较大时，会激发离子跃迁到导带的高能级，高能级稳定性差，会再次释放能量来保证稳定。

金属与金属接触的能带结构：如Pt和Mo接触时，界面形成电场和电势

金属半导体接触的能带结构图：金半接触会形成肖特基势垒，肖特基二极管就是按照这个基本原理，选择合适的金属与半导体优化后的结构整合制造的。

如果金属的费米能级比半导体的费米能级高的时候，则会造成半导体区域电荷积累。

应力的影响：由于现在用到了SiGe外延，所以这一块应该要了解，当Ge外延与Si形成应力层的时候，两者的晶格失配导致对硅界面产生压应变，从而提高了载流子的饱和速率。

应力对硅能带的影响：相当于提高了载流子饱和速率

应力类型：

应变物理：

双轴拉应力：更有利于电子速率增加，因此65nm以下工艺NMOS采用拉应变

双轴压应力：更有利于空穴速率增加，PMOS采用压力变

好了，今天内容就罗列完了，挺多的，慢慢看吧！

不明白的还是翻翻书看看，基础知识还是很重要的，打好基础才能做高级的东西不是。

恩，明天就是假期最后一天了，繁忙的工作又要开始了，希望可以有时间持续更新，大家一起加油。