半導(dǎo)體物理考試大綱

1、半導(dǎo)體物理考試大綱第一部分： 半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)一理解下列基本概念能級，能級簡并化，共有化運動，能帶（導(dǎo)帶，價帶，滿帶，空帶），禁帶，有效質(zhì)量，縱向（橫向）有效質(zhì)量，k空間等能面，本征半導(dǎo)體，本征激發(fā)，空穴（重空穴，輕空穴），載流子。二分析掌握下列基本問題1能帶的特點，能帶的雜化，能帶的描述。2導(dǎo)體，半導(dǎo)體，絕緣體能帶結(jié)構(gòu)的區(qū)別。3本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電原理。4Si，Ge，GaAs能帶結(jié)構(gòu)的異同點。第二部分： 半導(dǎo)體中雜質(zhì)和缺陷能級一理解下列基本概念雜質(zhì)，替位式雜質(zhì)，間隙式雜質(zhì)，雜質(zhì)能級施主雜質(zhì)，施主能級，正電中心，施主電離，電離能，n型半導(dǎo)體受主雜質(zhì)，受主能級，負(fù)電中心，受主電離，P型半導(dǎo)體淺能級

2、雜質(zhì)，深能級雜質(zhì)，雜質(zhì)補償，中性雜質(zhì)二分析掌握下列基本問題1N型半導(dǎo)體和p型半導(dǎo)體的導(dǎo)電原理2某些雜質(zhì)在半導(dǎo)體中產(chǎn)生若干個能級的原理3雜質(zhì)的補償原理及其利弊4位錯在Si（Ge）中起施主或受主作用的原理，及其對Eg的影響第三部分：半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計分布一理解下列基本概念熱平衡狀態(tài)，熱平衡載流子，費米能級非簡化性系統(tǒng)，非簡并半導(dǎo)體，簡并性系統(tǒng)，簡并半導(dǎo)體有效狀態(tài)密度，狀態(tài)密度有效質(zhì)量，多數(shù)載流子，少數(shù)載流子二分析掌握下列基本問題1費米分布函數(shù)的性質(zhì)2玻氏分布代替費米分布的條件3導(dǎo)帶電子濃度和價帶空穴濃度表示式分析推導(dǎo)的思想方法4雜質(zhì)半導(dǎo)體EF隨雜質(zhì)濃度變化關(guān)系，隨溫度的變化關(guān)系5載流子濃度隨溫度

3、的變化關(guān)系6區(qū)分半導(dǎo)體載流子出現(xiàn)非簡并，弱簡并，簡并的標(biāo)準(zhǔn)5各種熱平衡狀態(tài)下半導(dǎo)體電中性條件三熟識公式并運用1費米分布函數(shù)表示式2玻氏分布函數(shù)表示式3導(dǎo)帶電子濃度，價帶空穴濃度表示式4本征載流子濃度表示式，本征費米能級表示式5載流子濃度乘積表示式，及其與本征載流子濃度的關(guān)系6飽和電離溫度區(qū)載流子濃度及EF的表示式（n型和p型半導(dǎo)體）7過渡溫度區(qū)載流子濃度表示式（n-s 和 p-s）8簡并半導(dǎo)體載流子濃度表示式9已電離雜質(zhì)濃度表示式第四部分：半導(dǎo)體的導(dǎo)電性一理解下列基本概念電流密度，漂移運動，平均漂移速度，遷移率自由時間，平均自由時間，電導(dǎo)有效質(zhì)量載流子散射，散射幾率，格波，聲子，彈性散射，非彈

4、性散射熱載流子二分析掌握下列基本問題1遷移率概念的引進，遷移率簡單理論分析的思想方法2電離雜質(zhì)散射機理3遷移率與雜質(zhì)和溫度的關(guān)系4電阻率與雜質(zhì)和溫度的關(guān)系5波爾茲曼方程建立的思想方法6統(tǒng)計理論分析與簡單理論分析得到半導(dǎo)體電導(dǎo)率結(jié)果比較7強電場作用下半導(dǎo)體發(fā)生歐姆定律偏離的原因，熱載流子產(chǎn)生三熟識公式并運用1歐姆定律的微分形式2電導(dǎo)率表示式（混合型，n型，p型，本征型半導(dǎo)體）3遷移率表示式4電離雜質(zhì)散射和晶格散射幾率與溫度關(guān)系5電阻率表示式（混合型，n型，p型，本征型半導(dǎo)體）6波爾茲曼方程表示式7電導(dǎo)率統(tǒng)計理論的結(jié)果表示式第五部分：非平衡載流子一理解下列基本概念載流子的產(chǎn)生率，復(fù)合率，凈復(fù)合率電

5、子空穴對的復(fù)合幾率，半導(dǎo)體非平衡態(tài)；非平衡載流子非平衡載流子的復(fù)合率，復(fù)合幾率，積累率準(zhǔn)費米能級，非平衡載流子壽命，有效壽命（表觀壽命）直接復(fù)合，簡介復(fù)合，表面復(fù)合，復(fù)合截面，復(fù)合中心，復(fù)合中心能級陷阱效應(yīng)，陷阱，陷阱中心擴散系數(shù)，擴散長度，擴散速度，牽引長度二分析掌握下列基本問題1半導(dǎo)體熱平衡態(tài)和非平衡態(tài)特點的比較2非平衡載流子的注入與檢驗的方法的原理3非平子隨時間衰減規(guī)律，及其推證思想方法，壽命的物理意義4準(zhǔn)費米能級的特點5復(fù)合過程的性質(zhì)6直接復(fù)合過程分析7間接復(fù)合的特點，間接復(fù)合過程的分析8金在Si中如何起復(fù)合中心作用9表面復(fù)合存在的依據(jù)及解釋10雜質(zhì)在半導(dǎo)體中的作用，雜質(zhì)能級在怎樣情況

6、下才有明顯的陷阱效應(yīng)作用，怎樣分析最有效的陷阱11一維穩(wěn)定擴散的特點，一維穩(wěn)定擴散的分析思想方法12愛恩斯坦關(guān)系推證的思想方法13非平載流子既漂移又?jǐn)U散時的非平子濃度分析14連續(xù)性方程的意義以及具體情況下的求解三熟識公式并運用1非平衡載流子隨時間衰減規(guī)律表示式2非平衡載流子復(fù)合率與非平衡載流子濃度關(guān)系表示式3非平衡導(dǎo)體電子濃度（價帶空穴濃度）表示式4直接復(fù)合機構(gòu)決定的非平衡載流子壽命表示式（大，中，小信號）5間接復(fù)合理論分析得到的非平衡載流子壽命表示式6連續(xù)性方程表示式第六部分：金屬和半導(dǎo)體接觸一理解下列基本概念半導(dǎo)體表面，空間電荷區(qū)，表面勢，表面勢壘，表面勢壘高度功函數(shù)，接觸電勢壘，接觸勢壘

7、，高阻區(qū)（阻擋層），高電導(dǎo)區(qū)（反阻擋層）耗盡層，少子注入，歐姆接觸，肖特基勢壘二分析掌握下列基本問題1外電場作用下半導(dǎo)體表面空間電荷區(qū)的形成，表面層電場，電勢，電勢能的分布及能帶圖。2耗盡層近似下半導(dǎo)體表面空間電荷區(qū)泊松方程的建立及表面勢的求解過程3表面勢對功函數(shù)的影響4金屬和半導(dǎo)體接觸，接觸電勢差的形成及接觸勢壘的出現(xiàn)5接觸勢壘的特點，表面態(tài)對接觸勢壘的影響6金屬和半導(dǎo)體接觸能整流特性的定性說明7擴散理論和熱電子發(fā)射理論條件，分析方法以及結(jié)果比較8接觸阻擋層整流特性試驗與理論結(jié)果的比較，鏡像力和隧道效應(yīng)對整流特性的影響9歐姆接觸兩種基本結(jié)構(gòu)及原理三 .熟識公式并運用1電勢差與功函數(shù)關(guān)系表示式

8、2完全接觸電勢高度表示式3金屬和n型半導(dǎo)體接觸耗盡近似電勢分布表示式4耗盡近似接觸勢壘寬度與外加電壓關(guān)系表示式（n-s）5接觸阻擋層電流與外加電壓關(guān)系（理想情況）表示式（a）整流理論(b) 熱電子發(fā)射理論第七部分：半導(dǎo)體表面與MIS結(jié)構(gòu)一. 理解下列基本概念：表面態(tài)，表面能級，塔姆能級，懸掛鍵，堆積層，反型層平帶電容，平帶電壓，C-V特性，B-T試驗，表面電導(dǎo)，有效遷移率二 .分析掌握下列基本問題1表面態(tài)存在的理論依據(jù)2各種表面狀態(tài)下，電場、面電荷密度、表面微分電容分析及結(jié)果3表面電荷密度隨Vs的變化關(guān)系4理想MIS結(jié)構(gòu)C-V特性的分析，歸一化電容與外加偏壓的變化關(guān)系5金屬和半導(dǎo)體功函數(shù)差，絕

9、緣層中電荷對MIS結(jié)構(gòu)CV特性的影響6Si-SiO2系統(tǒng)中可動離子電荷，固定電荷，界面態(tài)，電離陷阱電荷這四種電荷的特征，成因及其對C-V特性影響三 .熟識公式并運用1電容表示式2耗盡層近似下表面微分電容與耗盡寬度關(guān)系表示式3強反型最大耗盡寬度表示式4MIS結(jié)構(gòu)歸一化電容與絕緣層電容和表面層電容關(guān)系表示式5歸一化平帶電容表示式第八部分：半導(dǎo)體的光電性質(zhì)及光電效應(yīng)一. 理解下列基本概念吸收系數(shù)，反射系數(shù)，投射系數(shù)本征吸收，雜質(zhì)吸收，晶格吸收，激子吸收，自由載流子吸收長波限，直接躍遷，間接躍遷光電導(dǎo)，光電導(dǎo)馳豫過程，光生伏特效應(yīng)，輻射躍遷，受激輻射躍遷，本征躍遷粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，激光作用條件，激光閾值條件

10、，光學(xué)共振腔直接帶隙材料，間接帶隙材料二. 分析掌握下列主要問題1半導(dǎo)體光吸收宏觀規(guī)律的分析及結(jié)果2本征吸收微觀過程分析3光電導(dǎo)的分析4光生伏特效應(yīng)的作用機理5p-n結(jié)正向電注入發(fā)光機理6分析產(chǎn)生激光的三個基本條件7p-n結(jié)注入式半導(dǎo)體激光產(chǎn)生的機理三. 熟識公式并應(yīng)用1光強隨深入距離衰減的關(guān)系表示式2本征吸收長波限表示式3半導(dǎo)體光電導(dǎo)表示式4半導(dǎo)體光電池(1) 電壓與電流關(guān)系表示式(2) 開路電壓表示式(3) 短路電流表示式第九部分：半導(dǎo)體的熱電、磁電和壓阻效應(yīng)，異質(zhì)結(jié)一理解下列基本概念熱傳導(dǎo)，熱導(dǎo)率，溫差電效應(yīng)，溫差電動勢率，塞貝克效應(yīng)溫差電偶，帕爾貼效應(yīng)，湯姆遜效應(yīng)霍爾效應(yīng)，霍爾系數(shù)，霍爾角，霍爾遷移率磁阻效應(yīng)