器件物理基础

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1、器件物理基础1、品体结构、密勒指数2、晶格向量、倒格子晶格向量、布里渊区、二维晶格点阵布里渊区画法3、统计规律：费米分布和玻尔兹曼分布函数、简并半导体和非简并半导体4、费米能级及其物理意义5、准口由电子近似的能带结构、有效质虽:的概念、直接帯隙半导体利间接带隙半导体6、硅的能带结构特点7、载流子统计：平衡和非平衡载流子统计、准费米能级的概念8、状态密度的概念及其和能带结构的关系、态密度有效质竝9、木征半导体和杂质半导体热平衡载流子浓度10、浅能级杂质、施主和受主杂质11、杂质补偿效应12、准电屮性条件及其应用13、载流子空间分布的统计及其存在的问题14、载流了的复合

2、、产生，俄歇复合的概念、净复合率的概念15、碰撞电离MOS电容复习概要一、MOS电容1、MOS电容结构，PMOS电容，NMOS电容。M0S电容结构是在p-或「型硅衬底上牛长一层数十埃至数冇埃的氧化层，再在氧化层上淀积一层金属电极（叫做栅极）而构成。2、MOS电容是一个微分电容概念，反映的是由金属一氧化层一半导体衬底构成的MOS结构的半导体表面空间电荷区电荷随外加栅一衬底偏压变化的特性。3、理想的MOS电容特性（什么是理想的MOS电容特性）4、影响MOS结构电容特性（C—V）的因素：（1）栅一衬底功函数差（2）Si-Si02界面态（3）氧化层中可动电荷（4）氧化层中固

3、定电荷（5）电离陷阱（6）晶向（7）衬底掺朵浓度（8）氧化层厚度（9）多晶硅栅耗尽层5、微分电容的定义和物理意义6、表而势和空间电荷区7、平带电压和影响平带电压的因素8、本正德拜长度和非木正德拜长度及英物理意义9、什么叫有效氧化层电荷？二、复习题1、为什么当MOS电容加上栅一衬底偏置时整个MOS电容处于非热平衡状态，却认为半导体衬底自身处于热平衡状态？2、功函数的定义和物理意义？金属的功函数和半导体的功函数的表达式？3、费米势的定义？NMOS电容的衬底的费米势大于零还是小于零？PMOS电容的衬底的费米势人于零还是小于零？4、室温下Si的禁帶宽度是多少？S102的禁带

4、宽度是多少？处于衬底Si导带底的电子穿越Si02到达金属栅电极，其穿越的势垒的高度是多少？处丁衬底Si价带顶的空穴穿越Si02到达金属栅电极，其穿越的势垒的高度乂是多少？5、MOS电容处于热平衡的时候，半导体衬底表面可能存在空间电荷区，可能有哪些原因？分别考虑NMOS和PMOS情况加以分析。6、平带电压的定义和影响平带电压的因索？7、分别就NMOS和PMOS电容的情形，给出费米势的定义式，以及积累区、耗尽区、弱反型区、强反型区表面势的范围。8、分别就NMOS和PMOS电容的情形，给出半导休表面处电子和空穴浓度的表达式，假设衬底均匀掺杂，掺杂浓度为NBo9、7M0S电

5、容半导体衬底处于表面强反型（表面积累）时，表面电场强度的方向？PNOS又如何？10、半导体表面电容的定义及其物理意义？11、弱反型时空间电荷区电荷主要由离化杂质的固定电荷构成，你认为对不对？12、MOS电容屮为什么可以引入最人耗尽层概念？13、就MOS电容结构而言，其实际的高频C—V和低频C—V特性冇什么不同？原因是什么？14、什么是耗尽层电容？什么是反型层电容？定性画出这两种电容随外加栅偏压的变化曲线。15、分别画出金属栅电极和多晶硅栅MOS电容的等效电路。16、MOS电容阈值电压的定义式和物理意义？Si02厚度为50纳米，衬底掺杂浓度为5xl0,7cm3的NMO

6、S（PMOS）的阈值电压是多少?17、已知MOS电容表面电场强度为lxlO6V/cm,方向由表面指向半导体体内，则半导体表而电荷而密度等于多少？是正电荷还是负电荷？所加栅电压是正电压还是负电压？18、多晶硅栅对MOS电容会产生怎样的影响？试定性说明。19、MOS电容中，半导体表面势大于衬底体内的电势,则半导体的能带（保持平带，向上弯曲、向下弯曲），处于半导体表面导带底的电子的能量（大于、等于、小于）处于半导体体内导带底的电子的能量，处于半导体表面价带顶的空穴的能量（大于、等于、小于）处于半导体体内价带顶的空穴的能量。表面电场的方向是（由半导体表面指向体内，由体内指向

7、半导体表面，无法确定）。20、分别定性画111NMOS电容积累区、耗尽区、弱反型区、强反型区纵向能带图。21、分别定性画出PMOS电容积累区、耗尽区、弱反空区、强反型区纵向能带图。22、金属铝栅NMOS电容的平带电压随着衬底掺朵浓度的提高（变小、不变、变大），金属铝栅NMOS电容的平带电容随着衬底掺杂浓度的提高（变小、不变、变人）。金属铝栅PMOS电容的平带电压随着衬底掺杂浓度的提高（变小、不变、变人），金属铝栅PMOS电容的平带电容随着衬底掺杂浓度的提高（变小、不变、变大）。23已知NMOS电容表面电场强度为lxlO6V/cm,方向由表面指向半导体体内，氧化层