為什麼要區分半導體是否是簡並的

❶ 簡並半導體的半導體簡並化的條件

對於半導體，其中的載流子在以下三種情況下容易出現簡並：
① 載流子濃度很高
半導體中的載流子濃度越大，則當電子只佔據導帶底附近的一些能級、空穴只佔據價帶頂附近的一些能級時，就需要考慮泡里不相容原理的限制，即必須認為這些載流子應該遵從量子的統計分布--F-D分布。一是摻雜濃度較低，半導體中的載流子濃度不大，則電子只佔據導帶底附近的一些能級，空穴只佔據價帶頂附近的一些能級，不需要考慮泡里不相容原理的限制，即可認為這些載流子遵從經典的統計分布，例如n型半導體，當摻雜濃度很高時，導帶中的載流子--電子的濃度很大，不可能所有的電子都分布在最低的若干個能級上，這時就需要考慮泡里不相容原理的限制--一條能級上只能有自旋相反的兩個電子。這時的電子就稱為是簡並載流子，相應的半導體就稱為簡並半導體。否則，當摻雜濃度很低時，電子數量不多，則不需要考慮泡里不相容原理的限制，則為非簡並狀態。
② 溫度較低
溫度較低則載流子的能量相應的較大，載流子所能夠占據的能級數目較多，這時即使半導體中有較多的載流子，但是這些載流子可以在許多能級中分布，所以也不需要考慮Pauli不相容原理的限制，因此也可以看成為經典的載流子。這就是說，低摻雜的半導體和較高溫度下的半導體，都可以認為是非簡並半導體。
③有效質量m*較小。
載流子的有效質量m*較大，這種載流子的de Broglie波的波長l=h/(2m*E)1/2較短，波動性不明顯，則可看成為經典的載流子，它們遵從經典的統計分布。 總之，在三個以上條件下，載流子即容易出現量子特性，這時的載流子就是簡並載流子。 以簡並載流子導電為主的半導體就是簡並半導體，否則，若是以非簡並載流子導電為主的半導體就是非簡並半導體。前兩種情況是可以人為控制的。所以，低摻雜的半導體或者高溫下的半導體都將是非簡並半導體。
簡並化條件是人們的一個約定，設費米能級為Ef，Ec和Ev分別為導帶底和價帶頂的位置，則把 N型半導體的Ec與 Ef的相對位置（或P型半導體的Ev與Ef的相對位置）作為區分簡並化與非簡並化的標准，一般約定：
Ec-Ef<=0 簡並
0< Ec-Ef<=2.3KT 弱簡並
Ec-Ef>2.3KT 非簡並

❷ 本徵半導體是否會發生簡並

不會。
簡並發生在重摻雜半導體內。本徵的是不會的。

❸ 什麼是非簡並半導體

其中載來流子遵從經典的Boltzmann統計分布的半源導體就是非簡並半導體。這在兩種情況下容易出現：
一是摻雜濃度較低，半導體中的載流子濃度不大，則電子只佔據導帶底附近的一些能級，空穴只佔據價帶頂附近的一些能級，不需要考慮泡里不相容原理的限制，即可認為這些載流子遵從經典的統計分布；
二是溫度較高，則載流子的能量相應的較大，載流子所能夠占據的能級數目較多，這時即使半導體中有較多的載流子，但是這些載流子可以在許多能級中分布，所以也不需要考慮泡里不相容原理的限制，因此也可以看成為經典的載流子。
這就是說，低摻雜的半導體和較高溫度下的半導體，都可以認為是非簡並半導體。

❹ 非簡並性系統和簡並性系統的區別

如果學過量子力學、熱力學與統計物理的話，簡並與非簡並就很好理解了

簡並有兩種：①能級的簡並、②狀態的簡並，半導體中的簡並具有這兩方面的意義（但是一般半導體基礎的書上只將第二個作為定義），簡單來說：

• 能級的簡並就是微粒運動狀態不同，但是能量（能級）一樣；非簡並就是每個不同運動狀態的微粒具有不同的能量。

量子力學中，解薛定諤方程能夠得到一些相應的量子數，這些量子數能描述微粒的運動狀態，比如：氫原子中的電子有：主量子數n、角量子數l、磁量子數m、自旋量子數s、自旋磁量子數ms(s是下標)，擁有不同量子數的電子說明運動狀態不同。在沒有外加磁場的情況下，電子的能量只和n有關，而和其他4個量子數無關，但是同一個n下有n²種運動狀態（量子力學或者原子物理中的相關結論），我們就說能級En是n²度簡並的，表示同一個能級En下電子最多可以有n²種運動狀態。

對於線性諧振子來說，n與能級是一一對應的，所以線性諧振子是非簡並系統。

需要指出的是，有些簡並能級在特殊情況下會變為非簡並的，比如電子在磁場中由於磁量子數的變化，能級會分裂（塞曼效應）。

• 狀態的簡並就是同一運動狀態可以容納很多微粒的系統，非簡並就是每一個狀態與微粒都一一對應的系統。

在統計物理中，根據微觀系統的狀態數，可分為三種系統：玻爾茲曼系統、費米系統、波色系統。前兩個就是對應於簡並與非簡並的系統；波色系統更加特別，主要是自旋量子數為零的粒子（比如光子）構成的系統。去年（2013年）諾貝爾物理學獎研究的「上帝粒子」就是一種波色子。

• 對於半導體，簡並與非簡並的特性主要表現在導帶底Ec與費米能級Ef大小關繫上，人們一般約定：

Ec-Ef<=0 簡並，這需要摻雜濃度很高很高，或者溫度很低，一般的金屬都是簡並材料；

0< Ec-Ef<=2KT 弱簡並，有時弱簡並態也歸為非簡並態；

Ec-Ef>2KT 非簡並，這時費米能級一般在禁帶中間左右。

本徵半導體的費米能級就是在禁帶中間，即Ef=1/2(Ec-Ev)

以上純屬自己觀點，本人也正在學半導體物理基礎，只不過學過理論物理四大力學，另外，參考http://wenku..com/link?url=SxqQD_H-big93aq6Pyeo_TSOS2j91WDOgeyVKCijbwmR-

我將其中的2、3、點歸為狀態的簡並。

❺ 簡並半導體性質和非簡並半導體性質的區別是什麼

半導體發生簡並對應一個溫度范圍：用圖解的方法可以求出半導體發生簡並時，對應一內個溫度范容圍。這個溫度范圍的大小與發生簡並時的雜質濃度及雜質電離能有關：電離能一定時，雜質濃度越大，發生簡並的溫度范圍越大；發生簡並的雜質濃度一定時，雜質電離能越小，簡並溫度范圍越大。簡並半導體的載流子濃度：對於n型半導體，施主濃度很高，使費米能級接近或進入導帶時，導帶底附近底量子態基本上已被電子占據，導帶中底電子數目很多的條件不能成立，必須考慮泡利不相容原理的作用。這時，不能再用玻耳茲曼分布函數，必須用費米分布函數來分析導帶中電子的分布問題。這種情況稱為載流子的簡並化。發生載流子簡並化的半導體稱為基本半導體，對於p型半導體，其費米能級接近價帶頂或進入價帶，也必須用費米分布函數來分析價帶中空穴的分布問題。簡並時的雜質濃度：對n型半導體，半導體發生簡並時，摻雜濃度接近或大於導帶底有效狀態密度；對於雜質電離能小的雜質，則雜質濃度較小時就會發生簡並。對於p型半導體，發生簡並的受主濃度接近或大於價帶頂有效狀態密度，如果受主電離能較小，受主濃度較小時就會發生簡並。

❻ 怎麼判斷簡並半導體什麼是簡並半導體

一般情況下，ND<NC或NA <NV；費米能級處於禁帶之中。當ND≥或NA≥NV時，EF將與EC或EV重合，或進入導帶或價帶，此時的半導體稱為簡並半導體。也即，簡並半導體是指：費米能級位於導帶之中或與導帶重合；費米能級位於價帶之中或與價帶重合。

選取EF = EC為簡並化條件，得到簡並時最小施主雜質濃度：

(6)為什麼要區分半導體是否是簡並的擴展閱讀

半導體晶元的製造過程可以分為沙子原料（石英）、硅錠、晶圓、光刻，蝕刻、離子注入、金屬沉積、金屬層、互連、晶圓測試與切割、核心封裝、等級測試、包裝等諸多步驟，而且每一步里邊又包含更多細致的過程。

1、沙子：硅是地殼內第二豐富的元素，而脫氧後的沙子（尤其是石英）最多包含25%的硅元素，以二氧化硅（SiO2）的形式存在，這也是半導體製造產業的基礎。

2、硅熔煉：12英寸/300毫米晶圓級，下同。通過多步凈化得到可用於半導體製造質量的硅，學名電子級硅（EGS），平均每一百萬個硅原子中最多隻有一個雜質原子。此圖展示了是如何通過硅凈化熔煉得到大晶體的，最後得到的就是硅錠。

3、單晶硅錠：整體基本呈圓柱形，重約100千克，硅純度99.9999%。

4、硅錠切割：橫向切割成圓形的單個矽片，也就是我們常說的晶圓（Wafer）。

5、晶圓：切割出的晶圓經過拋光後變得幾乎完美無瑕，表面甚至可以當鏡子。

6、光刻膠（Photo Resist）：圖中藍色部分就是在晶圓旋轉過程中澆上去的光刻膠液體，類似製作傳統膠片的那種。晶圓旋轉可以讓光刻膠鋪的非常薄、非常平。

7、光刻：光刻膠層隨後透過掩模（Mask）被曝光在紫外線（UV）之下，變得可溶，期間發生的化學反應類似按下機械相機快門那一刻膠片的變化。掩模上印著預先設計好的電路圖案，紫外線透過它照在光刻膠層上，就會形成微處理器的每一層電路圖案。

8、溶解光刻膠：光刻過程中曝光在紫外線下的光刻膠被溶解掉，清除後留下的圖案和掩模上的一致。

9、蝕刻：使用化學物質溶解掉暴露出來的晶圓部分，而剩下的光刻膠保護著不應該蝕刻的部分。

10、清除光刻膠：蝕刻完成後，光刻膠的使命宣告完成，全部清除後就可以看到設計好的電路圖案。

再次光刻膠：再次澆上光刻膠（藍色部分），然後光刻，並洗掉曝光的部分，剩下的光刻膠還是用來保護不會離子注入的那部分材料。

11、離子注入（Ion Implantation）：在真空系統中，用經過加速的、要摻雜的原子的離子照射（注入）固體材料，從而在被注入的區域形成特殊的注入層，並改變這些區域的硅的導電性。經過電場加速後，注入的離子流的速度可以超過30萬千米每小時。

12、清除光刻膠：離子注入完成後，光刻膠也被清除，而注入區域（綠色部分）也已摻雜，注入了不同的原子。注意這時候的綠色和之前已經有所不同。

13、晶體管就緒：至此，晶體管已經基本完成。在絕緣材（品紅色）上蝕刻出三個孔洞，並填充銅，以便和其它晶體管互連。

14、電鍍：在晶圓上電鍍一層硫酸銅，將銅離子沉澱到晶體管上。銅離子會從正極（陽極）走向負極（陰極）。

15、銅層：電鍍完成後，銅離子沉積在晶圓表面，形成一個薄薄的銅層。

16、拋光：將多餘的銅拋光掉，也就是磨光晶圓表面。

17、金屬層：晶體管級別，六個晶體管的組合，大約500納米。在不同晶體管之間形成復合互連金屬層，具體布局取決於相應處理器所需要的不同功能性。晶元表面看起來異常平滑，但事實上可能包含20多層復雜的電路，放大之後可以看到極其復雜的電路網路，形如未來派的多層高速公路系統。

18、晶圓測試：內核級別，大約10毫米/0.5英寸。圖中是晶圓的局部，正在接受第一次功能性測試，使用參考電路圖案和每一塊晶元進行對比。

19、晶圓切片（Slicing）：晶圓級別，300毫米/12英寸。將晶圓切割成塊，每一塊就是晶元的內核（Die）。

20、丟棄瑕疵內核：晶圓級別。測試過程中發現的有瑕疵的內核被拋棄，留下完好的准備進入下一步

21、封裝

參考資料來源：網路-半導體

參考資料來源：網路-簡並半導體

❼ 簡並半導體的簡並化半導體

一般情況下，ND<NC或NA <NV；費米能級處於禁帶之中。當ND≥NC或NA≥NV時，EF將與EC或EV重合，或進入導帶或內價帶，此時的半導容體稱為簡並半導體。也即，簡並半導體是指：費米能級位於導帶之中或與導帶重合；費米能級位於價帶之中或與價帶重合。
選取EF = EC為簡並化條件，得到簡並時最小施主雜質濃度：
選取EF = Ev為簡並化條件，得到簡並時最小受主雜質濃度：
半導體發生簡並時：
（1）ND ≥ NC；NA ≥ NV；
（2）ΔED越小，簡並所需雜質濃度越小。
（3）簡並時施主或受主沒有充分電離。
（4）發生雜質帶導電，雜質電離能減小，禁帶寬度變窄。

❽ 簡並半導體的簡並

簡並(或者退化)系統也就是表現出顯著量子效應的量子系統，出現量子效應時的溫度稱為簡並溫度(退化溫度)。相反，不呈現量子效應的系統就是非簡並系統。 電子簡並態概念的具體含義為：
①具有相同能量的多個態，即為簡並狀態(簡並態)。例如Si半導體的價帶頂附近處，輕空穴帶和重空穴帶重疊--簡並，則有的輕空穴態與重空穴態具有相同的能量，它們就是簡並態。
②電子狀態的簡並，從本質上來說，也就意味著是量子效應起作用的情況，同時，這也就意味著是需要考慮泡里不相容原理限制的情況。
③從電子按能量的分布來說，簡並載流子遵從F-D分布函數而非簡並載流子遵從B-E分布函數。這是量子效應的直接結果。因此對於非簡並載流子可以簡單地採用經典統計分布函數來討論，但是對於簡並載流子則必須採用復雜的量子統計分布函數來討論。其中載流子遵從經典的Boltzmann統計分布的半導體就是非簡並半導體。
對於導電的載流子--自由的電子和空穴，簡並狀態的概念也同樣適用。具有簡並狀態的載流子就是簡並載流子，相應的材料即為簡並材料。 所有金屬中載流子的狀態就具有以上三個方面的含義，因此其中的載流子都是簡並載流子，從而金屬也就必然是簡並材料。與簡並態相反意義的狀態，就是所謂非簡並狀態，相應的載流子和材料就是非簡並載流子和非簡並材料。

❾ 物理中「簡並」是什麼含義或者還有數學解釋。

簡並就是一個能級對應於一個能量本徵值;
非簡並就是一個能級對應於多個能量本徵值;
參見<量子力學教程 曾謹言著>P78

在量子力學中，狀態和能級這兩個術語有著不同的含義。狀態是用波函數表示的，每個不同的波函數就是一個不同的狀態。能級是用給定的能量數值表示的，每個不同的能量值就是一個不同的能級。若一個能級與一種以上的狀態相對應，則稱之為簡並能級，屬於同一能級的不同狀態的數目稱為該能級的簡並度。在氫原子中，每個能級之下有n2個獨立的狀態，即簡並度為n2。例如：n=2時，有ψ2s、ψ2px、ψ2py和ψ2pz共4個獨立狀態，簡並度為4。

分子生物學中,同一種氨基酸具有兩個或更多個密碼子的現象稱為密碼子的簡並性（degeneracy）。對應於同一種氨基酸的不同密碼子稱為同義密碼子（synonymous codon），只有色氨酸與甲硫氨酸僅有1個密碼子。

密碼子簡並性具有重要的生物學意義，它可以減少有害突變。若每種氨基酸只有一個密碼子，61個密碼子中只有20個是有意義的，各對應於一種氨基酸。剩下41個密碼子都無氨基酸所對應，將導致肽鏈合成終止。由基因突變而引起肽鏈合成終止的概率也會大大增加。簡並性使得那些即使密碼子中鹼基被改變，仍然能編碼原來氨基酸的可能性大為提高。密碼的簡並也使DNA分子上鹼基組成有較大餘地的變動，例如細菌DNA中G+C含量變動很大，但不同G+C含量的細菌卻可以編碼出相同的多肽鏈。所以遺傳密碼的簡並性在物種的穩定上起著重要的作用。

簡並度
具有相同能量的粒子可以處在不同的量子態（即不同的波函數），即每一個能級上可能有若干個不同的量子狀態存在，反映在光譜上就是代某一能級的譜線常常是由好幾條非常接近的精細譜線所組成。
量子力學中把能級可能有的微觀狀態稱為該能級的簡並度，用符號g表示。簡並度亦被稱為退化度或統計權重。

❿ 用簡並半導體構成的pn結和一般pn結，它們的特性有哪些明顯區別

PN結採用不同的摻雜工藝,將P型半導體與N型半導體製作在同一塊矽片上,在它們的交界面內就形成空間電荷區稱PN結。PN結具有單容向導電性。 PN結（PN junction） 一塊單晶半導體中 ，一部分摻有受主雜質是P型半導體，另一部分摻有施主雜質是N型半導體時。