半导体晶体结构课件•半导体晶体结构概述•晶体结构的基本单元•常见的半导体晶体结构•半导体晶体结构的制备方法•半导体晶体结构的应用与展望•参考文献contents目录01半导体晶体结构概述定义与分类半导体晶体结构是指具有半导体特性的晶体结构，是一种固体晶体形态。分类：根据晶体结构的特点，半导体晶体结构可分为四面体结构、立方结构、八面体结构等。晶体结构的特点原子或分子在三维空间中周期性地重复排列，形成具有长程有序性的结构。晶体结构中的原子或分子间的相互作用具有特定的能量和对称性。不同的晶体结构具有不同的物理和化学性质。半导体晶体结构的物理特性载流子行为半导体晶体结构中的载流子（电子和空穴）在能带中运动，参与导电。能带结构半导体晶体结构的能带结构是其主要物理特性之一，具有半导体的能量gap。光学性质半导体晶体结构具有独特的光学性质，如光吸收、光发射和光电导等。02晶体结构的基本单元原胞与晶格常数原胞定义原胞是晶体结构中最小的重复单元，包含了晶体结构的基本信息。晶格常数晶格常数是晶体结构的基本参数，表示晶体内部原子排列的周期性。不同方向的原胞沿不同方向的原胞在三维空间中，沿不同方向的原胞具有不同的形状和大小。对称性原胞沿不同方向具有不同的对称性，反映了晶体结构的对称性。晶体结构的基本单元分类立方晶系具有立方对称性的晶体结构，如硅、锗等半导体材料。六方晶系具有六方对称性的晶体结构，如砷化镓等半导体材料。斜方晶系具有斜方对称性的晶体结构，如硫化锌等光学材料。03常见的半导体晶体结构面心立方结构（FCC）常见材料属于面心立方晶系的半导体材料有硅(Si)、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)等。特点每个晶胞有4个原子，分布在立方体的8个顶角和6个面的中心，属于立方晶系。应用面心立方结构半导体材料具有较高的电子迁移率、热导率等性质，被广泛应用于微电子、光电子等领域。体心立方结构（BCC）特点每个晶胞有2个原子，分布在立方体的8个顶角和1个体心，属于立方晶系。常见材料属于体心立方晶系的半导体材料有碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)等。应用体心立方结构半导体材料具有较高的热导率和化学稳定性等性质，被广泛应用于高温、高压等极端环境下的电子器件制造。六角密堆结构（HCP）010203常见材料应用特点每个晶胞有6个原子，分布在6个角上和12个面上，属于六方晶系。属于六角密堆结构的半导体材料有磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)等。六角密堆结构半导体材料具有较好的光学性能和电学性能，被广泛应用于光电子、微电子等领域。闪锌矿结构特点每个晶胞有4个原子，分布在立方体的8个顶角和4个面的中心，属于立方晶系。常见材料具有闪锌矿结构的半导体材料有硫化锌(ZnS)、硒化锌(ZnSe)等。应用闪锌矿结构半导体材料具有直接带隙结构和高光透射性等特点，被广泛应用于光电子、微电子等领域。04半导体晶体结构的制备方法物理气相沉积（PVD）真空蒸发沉积在真空环境中，通过加热蒸发材料源，使蒸发气体在冷却凝结在基底上，形成薄膜。溅射沉积利用高能粒子撞击靶材，使靶材表面原子被溅射出来并沉积在基底上。离子束沉积通过离子源将离子束注入到基底表面，使离子束中的原子或分子沉积在基底上。化学气相沉积（CVD）常压化学气相沉积（APCVD）在常压下，将反应气体在热反应器中加热，生成物沉积在基底上。低压化学气相沉积（LPCVD）在低压下，将反应气体在热反应器中加热，生成物沉积在基底上。等离子体增强化学气相沉积（PECVD）利用等离子体增强反应，生成物沉积在基底上。外延生长法分子束外延（MBE）利用分子束流将材料一层一层地堆叠在外延基底上。金属有机物化学气相沉积（MOCVD）利用金属有机物和化学气相沉积的方法在外延基底上生长单晶薄膜。其他制备方法脉冲激光沉积（PLD）利用脉冲激光器将靶材表面瞬间熔化，并在基底表面形成薄膜。电镀法利用电镀原理，将金属离子在基底表面还原为金属原子并形成薄膜。05半导体晶体结构的应用与展望半导体晶体结构的应用电子器件太阳能电池半导体晶体结构是制造电子器件的基础，如二极管、晶体管等，广泛应用于电子设备中。半导体晶体结构是制造太阳能电池的关键，能够将太...
