最近看了一遍半導體物理和半導體器件物理，准備總結一下。
涉及的內容和概念非常多，需要寫好多篇，並配合圖片和思維導圖。同時復習以前做過的習題、ppt、整理出的考研題等等。
但其實想要系統的理解其原理，還需要一些量子、電磁場、熱力學、固體物理的知識，才能完整的掌握。當然這些課我學的也不好，准備復習一下。所以這里超綱或者不解的部分，我會做出記號，等明白之后再來解答。
- 半導體物理基礎和能帶理論
- 載流子統計分布
- PN結原理
- 金半接觸和MIS結構
- PN結原理
- 雙極型晶體管
- MOS原理
以上即為整理的目錄，本次先從第一章，半導體物理基礎和能帶理論開始。
一、半導體物理基礎和能帶理論
1、能帶論①：用單電子近似法研究晶體中電子狀態的理論稱為能帶論
單電子近似法只知道密度泛函理論，雖然具體的推導也不太會，但大概意思了解一點。這部分可能還要看看固體物理課本。
2、金剛石型結構：sp3雜化軌道
這部分確實不太懂，好像是量子力學里面的內容，還要再復習一下②
3、分子結構：
四族主要是金剛石型結構
三五族主要是閃鋅礦型結構
晶向、晶面之類的概念就不看了，具體研究遇到再說。
4、原子的能級和晶體的能帶
能級分立的原子形成晶體后，各個原子的電子殼層會有一定的交疊，外層交疊多，內層少，所以會產生電子共有化運動，越外層越顯著。同時能級分裂形成能帶。
形成晶體的原子數N很大時，會形成明顯的能帶，叫做允帶，允帶之間是禁帶。
但能帶不一定與能級一一對應，例如硅、鍺，它們都有四個價電子，兩個s電子、兩個p電子，組成晶體后，由於軌道雜化，形成上下兩個能帶，分別可以容納4N個電子，於是形成滿的價帶和空的導帶。
這部分還是不是很明白，可能還需要復習量子和近代物理才行。③
5、布里淵區與能帶
單電子近似的概念：晶體中的某一個電子是在周期性排列且固定不動的原子核的勢場，以及大量電子的平均勢場中運動，這個勢場也是周期性變化的，周期與晶格周期相同。
對於自由電子，沒有外加勢場。我們有p=mv，E=p²/2m，德布羅意指出，可以用平面波表示，並利用波矢和頻率表示能量和動量。
對於波矢為k的運動狀態，能量E，動量P，速度v可以唯一確定，因此波矢k可以用來表示電子的運動狀態。自由電子的波矢k是連續譜。
但在晶體中，我們有一個外加勢場，且滿足周期性條件。結合布洛赫定理，可以得到解的形式，即晶體中的電子是以一個被調幅的平面波的形式在晶體中傳播。反映了了電子在整個晶體中的運動規律。
得到的E-k關系是周期性的，不同的曲線代表不同能級的電子。但這里個人還是不太理解，周期性是空間上的周期性，而k是波長的倒數，k空間的直觀意義還不是很明白，等看看固體物理試試。
以及倒格子、第一布里淵區之類的概念，同樣不太理解。。。④
6、絕緣體、導體和半導體
區別在於導帶有無電子，以及禁帶寬度的大小。半導體的電子和空穴都參與導電，金屬只有電子導電，這是最大的區別。
比較容易理解。
7、有效質量
因為半導體中起作用的常常是接近導帶底和價帶頂的電子，因此只需要知道此處的E-k關系即可。反過來，只要知道有效質量，帶頂的E-k關系也就確定了。
有效質量的意義：有效質量包含了內部勢場的作用，把加速度和外力直接聯系起來。且有效質量可以直接由實驗測定，因此可以很方便的研究電子的運動規律。
在導帶底，電子有效質量的正值，價帶頂是負值。
准動量的概念：hk為自由電子的動量，但在半導體中，hk不代表電子的動量，而代表准動量。至於具體的意義，我也不太明白。
8、空穴導電
滿帶電子不導電這部分我也不太明白，滿帶是指占據能級，而不是占據空間中的空位，電子為什么不能流動？
書上的空穴導電原理我也不太明白：為什么外力會使k值發生變化，而不是位置發生變化？電路不應該是電子的位置發生變化嗎？
這部分可能要細看固體物理，充分理解k空間的意義后才能搞清楚。⑤
9、回旋共振
原理同樣涉及到k空間和等能面，還是無法完全理解。⑥
10、雜質和缺陷能級
施主雜質和受主雜質的概念
施主能級和受主能級的概念，可以在能帶圖中用短線表示。
11、半導體的其他知識
Ge Si是第一代半導體
GaAs是第二代
SiC、GaN 寬禁帶半導體，是第三代
半導體的導電性與溫度相關性很強、與摻雜濃度相關性很強，與光照關系也很大。
晶體分為單晶和多晶 以及相對的非晶體
12、原子的電離能和電負性;
電離能：使原子失去一個價電子所需的能量，即奪取其電子的能量
親和能：一個中性原子的最外層得到一個電子，形成一個負離子，所放出的能量
負電性：原子的負電性的定義綜合了電離能和親和能，定義為 負電性=0.18（電離能＋親和能），加系數為的是使Li的負電性為1，用來參考。
負電性越大，代表電離能和親和能越大，
電離能越大，表示電子越難擺脫原子的束縛
親和能越大，代表原子具有較大能量來獲得電子
負電性表示了兩個原子鍵合時，最外層電子得失的難易程度，即原子束縛電子的能力。負電性大的難損失易獲得，負電性小的易損失難獲得。
電子一般會向負電性大的原子轉移，在元素周期表上，同一周期越向右，電負性越大；同一族，越往下電負性越小。
負電性也可以成為非金屬性，因為金屬易失電子。
負電性差別大的元素化合物晶體 或者 負電性強的元素晶體，一般是絕緣體
負電性差別小的化合物晶體 或者 負電性弱的元素晶體，一般是導體或半導體
13、離子鍵、共價鍵、金屬鍵
概念略了