数学、物理与材料基础

为什么半导体材料能够被控制导电？

Fundamentals

从晶体结构、能带与载流子输运出发，建立理解器件与工艺所需的物理与材料基础。

25 个知识点 · 4 个分支

从这里开始

先建立晶体、能带、掺杂与载流子图像，再进入 PN 结。

全部知识点

数学、物理与材料基础

25 个知识点

固体物理

载流子输运

材料体系

半导体材料属性选择与测量边界半导体材料不能按单个带隙或迁移率排名，而要把晶体结构、能带、热、介电、机械、缺陷、界面与可制造性放入同一工作条件下比较。进阶
半导体晶体缺陷的热力学、动力学与器件影响缺陷是具有形成能、荷电态、迁移势垒和空间结构的非理想晶格对象；它们可被生成、复合、聚集和钝化，并通过输运、复合、击穿、应力与可靠性影响器件。专深
高阻硅衬底：CZ、FZ 与 NTD功率器件的硅衬底路线由电阻率及其空间均匀性、氧含量、载流子寿命、晶圆尺寸、机械完整性和成本共同选择；CZ、FZ与NTD不是按耐压高低即可替换的标签。专深
外延晶格失配、应变、生长模式与缺陷外延是在衬底晶体势场和表面化学约束下延续或重建取向；晶格/热失配、界面能和表面迁移共同决定相干应变、位错与二维或三维生长。专深
GaN 异质外延与衬底缓冲工程GaN功率外延用衬底、成核/缓冲层、应力与电场工程共同建立可制造异质结构，其缺陷和陷阱历史会进入二维电子气、动态导通电阻与可靠性。专深
SiC 体晶生长与晶圆放大SiC体晶通常以高温升华质量输运在籽晶上延续特定多型，晶圆放大同时放大温场、质量输运、热应力、掺杂均匀性和缺陷控制难度。专深
SiC 压阻效应、晶向与电桥读出SiC压阻器把应力引起的电阻率与几何变化转为电桥差分输出，大小和符号必须绑定多型、晶向、掺杂、温度与拓扑。专深

数学工具与数值方法

这个领域的学习路线

从零理解半导体19 站入门 – 进阶入门–进阶

晶体 → 能带 → 载流子 → 掺杂与输运 → PN 结 → MOS → MOSFET → CMOS

从硅到芯片30 站入门 – 进阶入门–进阶

材料与器件 → 设计 → 制造 → 封测 → 产业角色 → 产品

半导体表征：从信号产生到根因证据10 站入门 – 专深入门–专深

SEM/TEM/AFM形貌尺寸 → XPS/XRD/Raman/AES表面与结构 → APT/SIMS三维与深度成分 → 关联验证

半导体材料：从晶体坐标到缺陷资格17 站入门 – 专深入门–专深

材料属性向量 → 晶胞与晶向晶面 → 点线面体缺陷 → 多方法计量 → 器件与可靠性验证

半导体物理：从能带色散到 PN 结高场行为16 站入门 – 专深入门–专深

E(k)与态密度 → 费米统计与电离 → PN结静电输运 → 电容、击穿与隧穿

多物理场建模：从对象定义到耦合验证12 站基础 – 专深基础–专深

目标量与几何 → 域/边界/界面 → 网格与研究 → 电热力耦合 → 多输出验证

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