半导体器件物理与工艺复习题(2015)

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1、半导体器件物理复习题第二章：1）带隙：导带的最低点和价带的最高点的能量之差，也称能隙。物理意义：带隙越大，电子由价带被激发到导带越难，本征载流子浓度就越低，电导率也就越低2）什么是半导体的直接带隙和间接带隙？其价带顶部与导带最低处发生在相同动量处(p＝0)。因此，当电子从价带转换到导带时，不需要动量转换。这类半导体称为直接带隙半导体。3）能态密度：能量介于E～E+△E之间的量子态数目△Z与能量差△E之比4）热平衡状态：即在恒温下的稳定状态.(且无任何外来干扰,如照光、压力或电场).在恒温下,连续的热扰动造

2、成电子从价带激发到导带，同时在价带留下等量的空穴.半导体的电子系统有统一的费米能级,电子和空穴的激发与复合达到了动态平衡，其浓度是恒定的，载流子的数量与能量都是平衡。即热平衡状态下的载流子浓度不变。5）费米分布函数表达式？物理意义：它描述了在热平衡状态下,在一个费米粒子系统（如电子系统）中属于能量E的一个量子态被一个电子占据的概率。6）本征半导体导带的电子浓度：本征半导体价带中的空穴浓度：7）本征费米能级Ei：本征半导体的费米能级。在什么条件下，本征Fermi能级靠近禁带的中央：在室温下可以近似认为费米能

3、级处于带隙中央8）本征载流子浓度ni:对本征半导体而言，导带中每单位体积的电子数与价带每单位体积的空穴数相同,即浓度相同，称为本征载流子浓度，可表示为n＝p＝ni.或：np=ni29)简并半导体：当杂质浓度超过一定数量后，费米能级进入了价带或导带的半导体。10)非简并半导体载流子浓度:且有:np=ni2其中:n型半导体多子和少子的浓度分别为:p型半导体多子和少子的浓度分别为:第三章：1）迁移率：是指载流子（电子和空穴）在单位电场作用下的平均漂移速度，即载流子在电场作用下运动速度的快慢的量度，运动得越快，迁

4、移率越大。定义为：2）漂移电流:载流子在热运动的同时，由于电场作用而产生的沿电场力方向的定向运动称作漂移运动。所构成的电流为漂移电流。定向运动的平均速度叫做漂移速度。在弱电场下，载流子的漂移速度v与电场强度E成正比,定义为：3）扩散电流：在半导体物质中，若载流子的浓度有一个空间上的变化，则这些载流子倾向于从高浓度的区域移往低浓度的区域，这个电流成分即为扩散电流。定义为：4）非平衡载流子：处于非平衡状态的半导体，其载流子浓度也不再是n0和p0（此处0是下标），可以比他们多出一部分。比平衡状态多出来的这部分载

5、流子称为非平衡载流子。非平衡载流子多半是少数载流子。5）复合中心：半导体中对电子和空穴起复合作用的杂质或缺陷。6）间接复合：通过禁带复合中心进行的复合,通常在间接禁带半导体中较为显著，如硅晶.7）亲和力，功函数？8）隧穿效应：能量比势垒低的粒子，具有一定的概率穿透势垒的现象。9）强电场效应：当半导体施加大电场时,σ成为电场的函数,出现非线性传导现象,即偏离欧姆定律的强电场效应。10）雪崩过程（现象）：在强电场的加速下,载流子将得到足够的动能,这些有较高能量的载流子与晶格中性原子相遇发生碰撞产生电离，产生新

6、的电子-空穴对。这些新产生的电子和空穴又会在电场的作用下，重新获得能量，碰撞其它的中性原子使之电离，再产生更多的电子-空穴对。这种连锁反应继续下去，使空间的载流子数量剧增，就像雪崩一样.第四章：1)异质结：由不同种半导体构成的pn结（如硅-锗）2)单边突变结:在交界面处，杂质浓度会产生突变，称为突变结。实际的突变结，两边的杂质浓度相差很多，称为单边突变结3)什么是内建电势？它是如何保持热平衡的？4)单边突变结耗尽区宽度与偏压的关系:5)小注入:注入的非平衡载流子浓度大于平衡时的少子浓度，远小于平衡时的多子

7、浓度，称为小注入.n型：p0

8、n结产生电流的物理机制:p-n结在反向偏压下，势垒区处于载流子严重欠缺的非平衡状态，为了恢复平衡，其中的复合中心就表现为产生载流子的产生中心（电子发射和空穴发射），产生出大量的电子和空穴；并且电子被电场拉向n型半导体一边、空穴被电场拉向p型半导体一边，从而就形成了反向电流。第五章：1)双极型三极管:空穴和电子两种载流子参与导电.浓度最高的p＋区域称为发射区；中间较窄的n型区域，其杂质浓度中等，称为基区，基区的宽度需远小于少数载