半导体复习提纲Word文档下载推荐.docx

1、直接带隙：导带最底边和价带最顶边处于K空间的相同点的半导体，跃迁只吸收能量。性质：跃迁时电子波矢不变，动量守恒，直接复合（不需声子接受或提供能量），载流子寿命短，发光效率高。间接带隙：导带边和价带边处于K空间不同点，形成半满带不止吸收能量还要改变动量。大几率将能量释放给晶格转化为声子，变成热能释放掉。4.什么是施主杂质，受主杂质？施主杂质：V族杂质在硅、锗中电离时，能够释放电子而产生导电电子并形成正电中心，称他们为施主杂质会n型杂质；受主杂质：III族杂质在硅、锗中电离时，能够接受电子而产生导电空穴并形成负电中心，称他们为受主杂质会p型杂质。5.杂质原子在晶体中一般处于什么位置替位式杂质：替代

2、晶格原子而处于晶格点处；间隙式杂质：占据晶格原子间的间隙位置。6.杂质电离能的意义杂质电离能：是指半导体中杂质原子上的价电子从价键上被激发（热激发或光吸收）到导带或者价带中而成为载流子（电子或者空穴）所需要的能量。掺入杂质后，大大增加了载流子的浓度，杂质能级里价带或者导带都很近，所以电离能小。7.什么是杂质的补偿作用杂质补偿：当半导体中同时掺入施主和受主两种杂质时，施主能级上的电子要跃迁到受主能级上。对于提供载流子来说，两者有互相抵消的作用，有效掺杂浓度等于两者之差。 8.晶体中的主要缺陷点缺陷：一定温度下，少量晶格原子获得足够的能量，克服周围原子束缚，挤入晶格间间隙，形成间隙原子，原位置形成

3、空位。线缺陷位错，面缺陷层错。9.深能级杂质在一般的情况下，在半导体中的作用深能级杂质（非III、V族杂质）原子对其价电子的束缚比较紧，则其产生的能级在半导体能带中位于禁带较深处（即比较靠近禁带中央）,陷阱效应，复合中心。作用：ED（施主能级到导带底）、EA （受主能级到价带顶）较大，杂质电离作用较弱， 对载流子（导电电子和空穴）浓度影响小；对载流子的复合作用较大（复合中心）， 降低非平衡载流子的寿命。第三章10.什么是本征半导体本征半导体：完全不含杂质且无缺陷的纯净半导体。本征激发：当半导体的温度T0K时，有电子从价带激发到导带去，同时价带中产生了空穴。11.什么是费米分布？与玻尔兹曼分布有

4、什么关系？费米分布：热平衡状态下，电子按能量大小，具一定的统计分布规律性。费米能级进入导带，考虑泡利不相容原理，用费米分布考虑导带中电子、价带中空穴分布，称载流子的简并化。绝对温度T下的物体内，电子达到热平衡状态时，一个能量为E的独立量子态，被一个电子占据的几率为f（E）；玻尔兹曼是非简并系统，而费米分布是简并系统，E-E（F）koT,电子系统非简并；E-E（F）koT空穴系统非简并。12.非简并半导体载流子浓度的计算公式13. 非简并半导体载流子浓度的关系14.杂质半导体的载流子浓度和费米能级随温度的变化 低温弱电离区低温时，费米能级在施主能级以上，导带中电子全部由电离施主杂质提供。no=n

5、D，又nD1 中间电离区当温度升高，当2NC ND ，EF下降到（EC+ED）/2以下，当EFED,exp（EF-ED/kOT）=1,施主杂质有1/3电离。 强电离区（饱和区）当温度升高至大部分杂质都电离时称为强电离。 过渡区（）处于饱和区和完全本征激发之间是称为过渡区。no是导带中电子浓度，ND是全部电离的杂质浓度，po是价带中空穴浓度。 no=ND+po 高温本征激发区（500K）继续升高温度，使本征激发产生的载流子浓数远多于杂质电离的载流子数noND,poND电中性条件：（非简并载流子浓度关系） 15.简并化的条件 载流子浓度很高：需要考虑泡利不相容原理。 温度较低：低掺杂的半导体和较高

6、温度下的半导体，都可以认为是非简并半导体。有效质量m*较小。：波动性不明显，则可看成为经典的载流子，它们遵从经典的统计分布。在三个以上条件下，载流子即容易出现量子特性，这时的载流子就是简并载流子。需要考虑泡里不相容原理的限制。第四章16.漂移电流的计算表达式 漂移电流： I漂 = nqsv n：电子浓度 v：平均漂移速度 s截面面积 电流密度： （J）漂 = nqv 平均漂移速度：v = n E n ：电子迁移率（空穴np） E：外加电场17.解释电阻率随温度的变化（图4-16）纯半导体材料电阻率由本征载流子浓度n决定。18.迁移率与平均自由时间的关系19.半导体中主要的散射机构 电离杂质散射

7、：施主或受主杂质电离后为一个带正电或带负电的离子，在电离施主或受主附近形成一个库仑势场，这一库仑势场局部的破坏了杂质附近的周期性势场，使载流子散射。晶格振动散射：1、声学波散射：（低频） 2、光学波散射：（高频） （ P散射几率，N杂质浓度。 ）第五章20.什么是准费米能级21.载流子直接复合与间接复合有何区别直接复合：电子在导带和价带间直接跃迁。间接复合：电子和空穴通过禁带的能级（复合中心：促进复合过程的杂质和缺陷）进行复合。22.扩散电流的表达式空穴扩散流密度：扩散电流密度： （Jn）扩 = qSn（电子）（Jp）扩 = qSp（空穴）D:扩散系数，p（x）空穴浓度关于位置的关系，求导得浓

8、度梯度。23.爱因斯坦关系对于电子： 对于空穴：np同时存在扩散和漂移运动时电流密度的方程式：24.连续性方程第六章25.PN结的能带图（平衡，正偏，反偏）平衡时：加正向偏电压V：加反向偏电压V：26.PN结接触电势差的推导27.简述PN结的工作原理28.影响PN结I-V特性的主要非理想因素1表面效应2势垒区中的产生及复合3大注入条件4串联电阻效应29.pn结的势垒电容，扩散电容 势垒电容：（多子，反向电压促进）PN结交界处的势垒区的空间电荷量随结两端电压变化而引发改变，从而显现电容效应。扩散电容： （少子，正向电压促进）由于扩散区的电荷数随外加电压而变化产生的电容。第七八章30.什么是金属的

9、功函数31.比较肖特基二极管与pn二极管的异同同：具有相似的电压，I-V特性曲线，都具有单向导电性。异： pn结正向导通时主要有少子积累，后靠扩散形成电流，（具电容效应）高频性能不好；肖特、主要、多子进入金属形成，高频特性好。 相同势垒高度肖特基的电流比pn结的反响饱和电流大得多，即同一电流，肖有较低的导通电压。32.影响MIS结构的平带电压的主要因素影响因素：金属与半导体功函数差；界面电荷。33.解释MIS结构的高频C-V和低频C-V特性34.解释MIS结构的表面场效应，并画出能带图，电荷分布图。MIS表面场效应：表面态和体内电子态之间交换电子；功函数不同的金属和半导体接触时，形成接触电势差；使半导体表面外吸附某种带电离子。形成表面电场MIS结构中由于金属、半导体功函数不同，或绝缘层存在带电离子或界面态的原因表面会有表面场效应。平带能带图：能带、电荷分布图：p型 n型（）1.13.13 3.17 3.19 4.1 4.6 4.13 4.175.2 5.9 5.17 6.4 6.118.1 8.4 8.7