半导体物理考点总结.doc

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1、1.电子和空穴的异/同点。答：不同点：电子带负电，空穴带正电；mp*=-mn*；电子是真实存在的，而空穴是人为假想定义的粒子；电子可以发生共有化运动，发生跃迁，空穴则不能。相同点：电子和空穴均可以参与导电。2.什么是回旋共振?答：半导体置于磁感应强度为B的均匀恒定磁场中,半导体中电子受到磁场作用力的方向是垂直于v与B所组成的平面。从而,电子在垂直于B的平面内作匀速圆周运动,运动轨迹是一条螺旋线；再以电磁波通过半导体样品，当交变磁场的角频率ω等于回旋频率ωc时，会发生共振吸收，所以这种情况下，则称产生了回旋共振。4.浅能级杂质电离

2、能的计算。答：类氢模型：氢原子中电子的能量为：En=m0q4/2（4）2Ч2n2其中n=1,2,3……氢原子基态电子电离能为：E0=E-E1=m0q4/2（4）2Ч2施主杂质电离能为：受主杂质电离能为：5.杂质补偿作用：在半导体中，同时参杂有施主杂质和受主杂质，而施主杂质和受主杂质之间有相互抵消的作用，通常称为杂质的补偿作用。6.费米能级的含义。答:费米能级在半导体物理中是个很重要的物理参数，它是表征量子态是否被电子占据的一个界限，费米能级的位置直观的标志了电子占据量子态的情况。在热力学零度时，能量比EF小的量子态几乎全部被电子

3、所占据，而能量比EF大的量子态被电子战局的概率几乎为零，所以费米能级标志了电子填充能级的水平。并且，半导体中，费米能级不是真正的能级，即不一定是允许的单电子能级，所以它可以像束缚状态的能级一样，可以处于能带的任何位置，当然也可以处于禁带之中。由式子EF=u=（бF/бN）可知，系统处于热平衡状态，也不对外做功的情况下，系统的费米能级就等于系统中增加一个电子所引起的系统自由能的变化。8.影响半导体电导率和迁移率的因素有哪些？答：迁移率的大小与杂质浓度和温度有关，也与外加电场强度有关系。低掺杂并当室温下杂质全部电离时，杂质浓度越高，

4、电导率越大；重参杂时或当浓度很高时，载流子迁移率随杂质浓度的增加而显著下降。低温时，杂质散射起主要作用，温度升高，迁移率逐渐增大，电导率上升；当温度达到一定高度时，以晶格振动散射为主，温度继续升高，迁移率下降，电导率下降。外加电场强度越大，载流子在电场作用下的漂移运动速度就越大，迁移率上升，电导率增加。9.半导体电阻率随温度变化图分析。答：AB段：温度很低，本证激发可以忽略，载流子主要由杂质电离提供，随着温度升高，载流子浓度增加，而此时散射主要由电离杂质决定，所以载流子迁移率也增大，所以电阻率下降。BC段：温度继续升高，此时杂质

5、已全部电离，且本征激发还不明显，晶格振动上升为主要矛盾，迁移率随温度上升而下降，故电阻率随温度上升而增大。C段：温度继续升高，本征激发明显并上升为主要矛盾，产生大量本征载流子，杂质半导体的电阻率随温度升高而急剧下降，并表现出本证半导体的特征。10.准费米能级的理解。答：准费米能级表征了非平衡状态下半导体价带和导带中各自的局部热平衡状态。统一的费米能级是半导体处于热平衡状态的标志，当半导体的平衡态被打破而存在非平衡载流子时，就不再存在统一的费米能级。电子系统的热平衡是通过热跃迁实现的，在一个能带范围内，热跃迁十分频繁，极短时间内就

6、能导致一个能带内的热平衡，因此分别就导带和价带中的电子来讲，他们基本上各自处于平衡态，而导带和价带之间却仍处于不平衡状态，这时费米能级对导带和价带仍各自适用，且都是局部的费米能级，称为各自的准费米能级。准费米能级偏离费米能级的大小反映了半导体偏离热平衡状态的程度。11.准费米能级与费米能级的异/同。答：相同点：都并非真正的能级；均标志了电子填充能级的水平。不同点：两者不能同时存在；准费米能级存在于非平衡状态，有非平衡载流子，热平衡状态时具有统一的费米能级，没有非平衡载流子；准费米能级偏离费米能级程度不同，表明偏离平衡态程度不同，

7、两者重合时，形成统一的费米能级，半导体处于平衡态；两种情况下，载流子浓度乘积不相同。12.载流子的几种复合方式。答：由复合过程的微观结构来分为两种：直接复合：电子导带和价带之间的直接跃迁，引起电子和空穴的直接复合。间接复合：电子和空穴通过禁带的能级（复合中心）进行复合。（杂质和缺陷形成中间能级促进复合）由复合过程发生的位置分为：体内复合表面复合根据发生复合所释放能量的不同，可以分为三种：发射光子:伴随着复合将有发光现象，常称为发光复合或辐射复合。发射声子：载流子将多余的能量传给晶格，加强晶格的振动。俄歇复合：将能量给予其他载流子

8、，增加他们的动能。15.pn结电容来源及其影响因素，如何影响的?答：pn结电容包括势垒电容和扩散电容。这两者均随外界电压变化，都是可变电容。势垒电容：在加正向偏压时，将有一部分电子和空穴“存入”势垒区，当正向偏压减小时，势垒区宽度增加，将有一部分电子和空穴从势垒