《电子材料作业》word版

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1、1.金属、半导体、绝缘体是如何区分的？答：它们分为良导体电阻率r≤10-6W×m，绝缘体电阻率r≈1012—1022W×m，介于这两者之间的半导。2.常见的半导体材料有哪些？列出三种以上答：，硅锗砷化镓3.从能带理论解释半导体材料的导电性，并说明其与导体和半导体的不同点。答：半导体价带被填满，而导带被空穴填满。受到激发时，电子能够从导带的低能级跃迁到高能级，形成导电现象。导体价带被填满，而最外层电子为自由电子，填充导带，且金属的禁带宽度小于半导体的，因此电子可以从能级比较低的导带跃迁到能级比较高的导带，形成导电现象。4.什么是本征半导

2、体？什么是掺杂半导体？各有什么特点？答：本征半导体即不含任何杂质的纯净半导体，其纯度在99.999999%以上。特点：价电子不易挣脱原子核束缚而成为自由电子，本征半导体导电能力较差，空穴与电子是成对出现。当半导体被掺入杂质时，半导体变成非本征的，也称杂质半导体，特点：半导体导电性大大增强。5.请以硅为例，叙述本征半导体的导电过程答：从外界获得能量，价电子就会挣脱共价键的束缚成为自由电子，在共价键中留下一个“空穴”。同时，这个自由电子又会去填补其它空穴。电子填补空穴的运动相当于带正电荷的空穴在运动。空穴越多，半导体的载流子数目就越多，因

3、此形成的电流就越大。6.掺杂半导体根据掺杂类型不同又分为哪两种？答：N型半导体与P型型半导体。7.什么是p型半导体？什么是n型半导体？答：在本征半导体中加入5价元素如磷形成n型半导体，电子导电为主。如果加入3价元素如硼形成p型半导体，以空穴导电为主。8.p型与n型半导体杂质能级分布是什么样的？答：P型半导体的杂质能级靠近价带，n型半导体的杂质能级靠近导带，非简并半导体其杂质能级位于导带和价带之间。1.pn结是如何形成的？它的V-I特性是怎样的？答：p型半导体和n型半导体接触后，N区的电子要向P区扩散，而P的空穴也要向N区扩散，两种半导

4、体交界处两边的载流子减少，而剩下不可移动的杂质离子形成空间电荷区，形成内建电场阻止载流子继续扩散，达到动态平衡形成Pn结。2.什么是电迁移率？它是怎样决定电导率的？答：单位电场强度所产生的电子迁移速度称电迁移率。它与电导率的关系为。3.半导体的电导率受哪些因素影响？是如何影响的？答：掺杂浓度掺杂越高，载流子浓度越大，电导率越大，电阻率越小。对本征半导体来说，温度升高，载流子浓度增加，电导率增加，电阻率下降，对非本征半导体，在低温区与温度成3/2次方，在饱和区与温度成-3/2次方。4.非本征半导体的电导率与温度的关系如何？答：对非本征半

5、导体，在低温区与温度成3/2次方，在饱和区与温度成-3/2次方，在高温区则与本征激发有关5.什么是半导体光敏器件的相对光电导率？答：由于光照引起的附加电导率和原电导率的比值：。6.分别说明本征半导体、n型和p型半导体霍尔系数符号。答：霍尔系数，对于本征半导体，n=p。因为一般me>mp，故R<0。N型半导体：在杂质激发温度区，n>>p，R<0。7.第一代、第二代、第三代半导体分别是什么？它们各有什么特点？答：第一代半导体：元素半导体，如Si，Ge。应用较广，器件频率较低。第二代半导体：化合物半导体，以砷化镓、磷化铟和氮化镓等为代表，包

6、括许多其它III-V族化合物半导体，应用较广。第三代半导体：宽禁带半导体，金刚石、SiC、GaN和AlN，禁带宽度在2eV以上，拥有一系列优异的物理和化学性能。1.以硅、砷化镓为例，比较第一代和第二代半导体在晶体结构、键结方式、电子迁移率、禁带宽度、带隙类型、使用频率、应用领域、最小线宽、主流wafer尺寸等方面的区别。答：见下表硅砷化镓晶体结构金刚石结构闪锌矿结构最小线宽0.13um亚微米电子迁移率低高禁带宽度低高键结方式共价键共价键与少许离子键的混合键使用频率10Ghz以下2~300GHz高频应用领域集成电路太阳能电池主流wafe

7、r尺寸4吋，进军6吋8吋，但已经存在12吋厂家带隙类型间接带隙直接带隙2.什么是电介质材料？特点是什么？包含哪些方面的材料？答：在电场的作用下具有极化能力并在其中能够长期存在电场的一种物质。特点：电介质体内一般没有自由电荷，具有良好的绝缘性能。包括：电容器材料、微波介质材料、压电与热释电材料、铁电材料等。3.电介质包含哪四种极化类型？发生极化的频率有何不同？答：极化类型：位移极化，转向极化，弛豫极化，空间电荷极化。4.电介质的介电常数受哪些因素的影响？如何影响？答：介电常数的影响因素：材料。湿度。温度系数。频率1.请说明复介电常数实部

8、和虚部的物理意义？答：实部为静电场下介质的相对介电常数，虚部表示电介质电导引起的电场能量的损耗。2.组成电介质损耗的主要因素有哪两种？它们与频率的关系如何？答：电导损耗，极化损耗。与频率的关系：w趋于0时，介电常数达最大