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半導体の備忘録
S.M. SZE, SEMICONDUCTOR DEVICES Physics and Technologyを...
備忘録として日本語か，気分によっては英語でメモしていくこ...
テキトーに．
#contents
* エネルギーバンドとキャリア密度 [#yea1006a]
半導体の基本的な性質について．
キーワード：結晶構造，バレンスバンド，エネルギーバンド，...
** 半導体物性 [#le4d9605]
絶縁体と金属の中間の導電性．
導電率は温度・発光・磁場・純度に敏感．
導電率を人工的に自在に変化させることが出来るのが工業的に...
Si, Ge, GaAs
- 1947年，トランジスタ
- 1950年台 Ge系ダイオード
- 1960年台 Si
化合物系ではGaAsがよく使われる．
** 結晶構造 [#v6d4f9ac]
格子定数
simple cubic, body-centerd cubic, face-centerd cubic
問題：
- 単位格子（unit cell）あたりの原子の密度の計算
- 物質の密度（g/cm^3）
結晶の面，ミラー指数
crystal plane, miller indices(indices: indexの複数形）
参考：http://hooktail.sub.jp/solid/millerIndex2/
** valence band（価電子帯） [#t48d1609]
valence: 原子価・結合価
語源は「力」らしい
covalent bonding：共有結合
温度が高くなると，共有結合電子が自由電子へ．
抜けた所はholeになる．
holeは液体の泡のようなもの
**エネルギーバンド [#u146eca4]
この節は長い．
原子１つの場合，の電子が持つエネルギーは，ボーアモデル的...
E = -13.6/n^2 eV
原子２つの場合，距離が離れていれば，電子が持つエネルギー...
しかし，近づけていくと，電子が持つエネルギーがそれぞれ全...
じゃあ，結晶のように多数のN個の原子が集まったら，電子が持...
splitが繰り返され，（個々のエネルギー準位は）不連続だけど...
イメージする上で，ここにある図は非常に重要．http://www.op...
最小単位を調べていくと，いわゆる「離散的な値しかとらない...
授業でバンド図描いたり，「飛び飛びの値」なんて言葉を何度...
教科書を何度も読むと新たな発見があるとは多分こういうこと...
それにしてもこの本，分かりやすい（と思えるのは，やはり過...
絶縁体，半導体，金属それぞれの定番のバンド図はここで紹介...
- 絶縁体と半導体は，バンド図として本質的には変わらない．...
- 金属のバンド図は同じように見えて実は2種類ある．バンドギ...
-- conduction bandとvalence bandは離れているがconduction ...
-- conduction bandとvalence bandが重なってしまっている状...
と整理しておく
半導体では（原子の）熱振動で結合が壊れたりする．
半導体はバンドギャップが小さいので，電子はconduction band...
電界かかってると，キャリアの運動エネルギーが増加して電流...
電界によって運動エネルギーがgainっていう表現がｲｲﾈｪ
バンド図の見方とか補足説明が続く
バンドギャップ＠大気中
- Si: 1.12eV @室温 （1.17eV @0K）
- Ge: 1.42 eV @室温 （1.52eV @0K）
これは覚えておいたほうがいい気がしたのでメモ．
高温になるとバンドギャップは小さくなる．
運動エネルギー
- E = p^2 / 2m_n
-- pはcrystal momentum（結晶内運動量）
-- m_nは電子の有効質量（m_pならホール）
" Figure 12 shows slightly more complicated energy band ...
ちょっと，ちゃんと理解できてない一文だなぁ．
なんとなく言わんとしてることは分かるんだけど
間接遷移型のSi→光らない（発光効率が悪い）
直接遷移型のGe→光る
間接遷移だと，キャリアが再結合するために運動エネルギーを...
多分．．．
電子の持つエネルギーは（横軸をpでとると）二次関数．
鋭い放物線なら有効質量が小さい
グラフェンなんかは直線だったねぇ．つまり有効質量が限りな...
バンドギャップも無いけど
** 状態密度：density of states [#z4334668]
電子の動きは定常波として表すことが出来る
井戸型ポテンシャルを頭に浮かべてみる．
ある領域に，電子の振動モードがいくつあるか？ っていうの...
なんか後半ちょっと理解浅い．
計算は授業でやったんだけどねぇ．うまく自分の言葉に出来な...
** intrinsic carrier concentration（真性キャリア濃度） [#...
intrinsic：本来備わっている，固有の，本質的な
真性半導体はあんまり（熱振動で）キャリア生成しない．
フェルミレベルはバンドギャップのほぼ中央．
フェルミディラック分布関数
数式がつらつらと．．．
** donors and acceptors [#d88d9975]
不純物でドーピング
5族で電子を潤沢に（ドナー）→フェルミレベルは上昇（conduct...
3族でホールを潤沢に（アクセプタ）→フェルミレベルは効果（v...
// 読み流し
* Carrier Transport Phenomena（キャリア輸送現象） [#n066d...
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半導体の備忘録
S.M. SZE, SEMICONDUCTOR DEVICES Physics and Technologyを...
備忘録として日本語か，気分によっては英語でメモしていくこ...
テキトーに．
#contents
* エネルギーバンドとキャリア密度 [#yea1006a]
半導体の基本的な性質について．
キーワード：結晶構造，バレンスバンド，エネルギーバンド，...
** 半導体物性 [#le4d9605]
絶縁体と金属の中間の導電性．
導電率は温度・発光・磁場・純度に敏感．
導電率を人工的に自在に変化させることが出来るのが工業的に...
Si, Ge, GaAs
- 1947年，トランジスタ
- 1950年台 Ge系ダイオード
- 1960年台 Si
化合物系ではGaAsがよく使われる．
** 結晶構造 [#v6d4f9ac]
格子定数
simple cubic, body-centerd cubic, face-centerd cubic
問題：
- 単位格子（unit cell）あたりの原子の密度の計算
- 物質の密度（g/cm^3）
結晶の面，ミラー指数
crystal plane, miller indices(indices: indexの複数形）
参考：http://hooktail.sub.jp/solid/millerIndex2/
** valence band（価電子帯） [#t48d1609]
valence: 原子価・結合価
語源は「力」らしい
covalent bonding：共有結合
温度が高くなると，共有結合電子が自由電子へ．
抜けた所はholeになる．
holeは液体の泡のようなもの
**エネルギーバンド [#u146eca4]
この節は長い．
原子１つの場合，の電子が持つエネルギーは，ボーアモデル的...
E = -13.6/n^2 eV
原子２つの場合，距離が離れていれば，電子が持つエネルギー...
しかし，近づけていくと，電子が持つエネルギーがそれぞれ全...
じゃあ，結晶のように多数のN個の原子が集まったら，電子が持...
splitが繰り返され，（個々のエネルギー準位は）不連続だけど...
イメージする上で，ここにある図は非常に重要．http://www.op...
最小単位を調べていくと，いわゆる「離散的な値しかとらない...
授業でバンド図描いたり，「飛び飛びの値」なんて言葉を何度...
教科書を何度も読むと新たな発見があるとは多分こういうこと...
それにしてもこの本，分かりやすい（と思えるのは，やはり過...
絶縁体，半導体，金属それぞれの定番のバンド図はここで紹介...
- 絶縁体と半導体は，バンド図として本質的には変わらない．...
- 金属のバンド図は同じように見えて実は2種類ある．バンドギ...
-- conduction bandとvalence bandは離れているがconduction ...
-- conduction bandとvalence bandが重なってしまっている状...
と整理しておく
半導体では（原子の）熱振動で結合が壊れたりする．
半導体はバンドギャップが小さいので，電子はconduction band...
電界かかってると，キャリアの運動エネルギーが増加して電流...
電界によって運動エネルギーがgainっていう表現がｲｲﾈｪ
バンド図の見方とか補足説明が続く
バンドギャップ＠大気中
- Si: 1.12eV @室温 （1.17eV @0K）
- Ge: 1.42 eV @室温 （1.52eV @0K）
これは覚えておいたほうがいい気がしたのでメモ．
高温になるとバンドギャップは小さくなる．
運動エネルギー
- E = p^2 / 2m_n
-- pはcrystal momentum（結晶内運動量）
-- m_nは電子の有効質量（m_pならホール）
" Figure 12 shows slightly more complicated energy band ...
ちょっと，ちゃんと理解できてない一文だなぁ．
なんとなく言わんとしてることは分かるんだけど
間接遷移型のSi→光らない（発光効率が悪い）
直接遷移型のGe→光る
間接遷移だと，キャリアが再結合するために運動エネルギーを...
多分．．．
電子の持つエネルギーは（横軸をpでとると）二次関数．
鋭い放物線なら有効質量が小さい
グラフェンなんかは直線だったねぇ．つまり有効質量が限りな...
バンドギャップも無いけど
** 状態密度：density of states [#z4334668]
電子の動きは定常波として表すことが出来る
井戸型ポテンシャルを頭に浮かべてみる．
ある領域に，電子の振動モードがいくつあるか？ っていうの...
なんか後半ちょっと理解浅い．
計算は授業でやったんだけどねぇ．うまく自分の言葉に出来な...
** intrinsic carrier concentration（真性キャリア濃度） [#...
intrinsic：本来備わっている，固有の，本質的な
真性半導体はあんまり（熱振動で）キャリア生成しない．
フェルミレベルはバンドギャップのほぼ中央．
フェルミディラック分布関数
数式がつらつらと．．．
** donors and acceptors [#d88d9975]
不純物でドーピング
5族で電子を潤沢に（ドナー）→フェルミレベルは上昇（conduct...
3族でホールを潤沢に（アクセプタ）→フェルミレベルは効果（v...
// 読み流し
* Carrier Transport Phenomena（キャリア輸送現象） [#n066d...
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