半导体器件物理

（physicsofsemi-conductordevices）半导体器件物理是一门通过分析半导体中载流子的运动规律、物理效应来研究半导体器件的工作原理和特性的学科。自1947年出现第一支晶体三极管以来，随着半导体材料制备技术的提高、半导体器件制造工艺的发展和半导体物理学研究的进展，各种具有特殊性能的半导体器件不断涌现，逐渐形成了一类性能独特、种类繁多、应用广泛的新型电子器件；与此同时，阐述这些器件物理特性的内容也随之不断丰富、深入和系统，逐渐形成一个新学科。这门学科以半导体器件为研究对象。半导体器件种类很多，到目前为止，主要有：双极器件（如各种P-N结二极管、晶体三极管和整流器等），单极器件（如结型场效应管、金属半导体场效应管、金属一氧化物一半导体场效应管、金属一绝缘体-半导体二极管和电荷耦合器件等），微波器件（如隧道二极管、隧道三极管、碰撞电离雪崩渡越时间二极管和转移电子器件等），以及光电子器件（如发光二极管、半导体激光器、光探测器和太阳电池等）。半导体器件物理的主要内容有：（1）依据半导体中的物理效应来研究相应的半导体器件的工作原理。所有的半导体器件都是根据半导体中的有关效应制成的。例如：P-N结的单向导电效应是各种结型器件工作原理的基础；表面与界面效应是半导体与其它材料接触形成的界面器件工作原理的基础；光电效应和其它光学特性是光电子器件工作原理的基础；利用雪崩倍增效应和隧道效应制成的二极管以及利用半导体中电子的能谷转移效应制成的体效应器件，由于它们都能产生微波频率下的负阻，因此，这些效应是微波器件工作原理的基础。（2）各种敏感器件工作原理与特性的研究。随着传感器的广泛应用，利用半导体的光学特性和光电效应、热学特性和热电效应、磁电效应、压阻效应等制成各种敏感器件。随着半导体集成电路的集成度的不断提高，器件尺寸不断缩小，由此引起的种种物理现象（如热电子效应、量子阱效应等），和对新器件的需要，使半导体器件物理的研究内容越来越广泛而深入。半导体器件物理既是半导体物理在半导体器件方面的应用，又是半导体器件研制及应用的根据。因此，研究这门学科具有重要的意义。