半導(dǎo)體專題復(fù)習(xí)提綱

1、半導(dǎo)體專題復(fù)習(xí)提綱u 分析pn結(jié)電流及耗盡區(qū)寬度與偏壓的關(guān)系，指出pn結(jié)耗盡區(qū)中電場(chǎng)的方向。正向偏壓耗盡區(qū)寬度減小，電流增大；反向偏壓耗盡區(qū)寬度增加，電流減?。ㄚ呌谄胶?）；電流方向：n區(qū)指向p區(qū) u 畫出理想pn結(jié)正偏、反偏情況下的少子分布、電流分布示意圖u解釋利用pn結(jié)形成變?nèi)萜鞯脑?，通過(guò)測(cè)量pn結(jié)電容能否獲得半導(dǎo)體雜質(zhì)的分布信息？變?nèi)萜髟恚簯?yīng)用p-n結(jié)在反向偏壓時(shí)電容隨電壓變化的特性，來(lái)設(shè)計(jì)用達(dá)到此目的的p-n結(jié)被稱為變?nèi)萜?，即可變電容器。通過(guò)測(cè)量其電容、電壓特性可用來(lái)計(jì)算任意雜質(zhì)分布。u解釋pn結(jié)擊穿的機(jī)制。隧道效應(yīng)：當(dāng)一反向強(qiáng)電場(chǎng)加在p-n結(jié)時(shí)，價(jià)電子可以由價(jià)帶移動(dòng)到導(dǎo)帶，這種電

2、子穿過(guò)禁帶的過(guò)程稱為隧穿隧穿只發(fā)生在電場(chǎng)很高的時(shí)候。雪崩倍增：電場(chǎng)足夠大，電子可以獲得足夠的動(dòng)能，以致于當(dāng)和原子產(chǎn)生撞擊時(shí)，可以破壞鍵而產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，新產(chǎn)生的電子和空穴，可由電場(chǎng)獲得動(dòng)能，并產(chǎn)生額外的電子-空穴對(duì)生生不息，連續(xù)產(chǎn)生新的電子-空穴對(duì)這種過(guò)程稱為雪崩倍增。nBJT各區(qū)的結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？為什么？發(fā)射區(qū)：摻雜濃度最高；基區(qū)：摻雜濃度中等，基區(qū)的寬度需遠(yuǎn)小于少數(shù)載流子的擴(kuò)散長(zhǎng)度；集電區(qū)：摻雜濃度最低；nBJT工作在放大模式下的偏置情況是怎樣的？畫出p-n-p BJT工作在放大模式下的空穴電流分布。射基結(jié)為正向偏壓，集基結(jié)為反向偏壓n畫出p-n-p BJT在放大模式下各區(qū)的少數(shù)載流子濃度

3、分布。n為什么HBT的發(fā)射效率較高？發(fā)射區(qū)與基區(qū)間的能帶差在異質(zhì)結(jié)界面上造成能帶偏移，Ev增加了射基異質(zhì)結(jié)處價(jià)帶勢(shì)壘的高度，從而維持極高的效率與電流增益。MOS二極管的金屬偏壓對(duì)半導(dǎo)體的影響有哪些？會(huì)改變能帶彎曲情況，改變半導(dǎo)體表面電荷分布。畫出理想MOS二極管（p型半導(dǎo)體）金屬端加正偏及反偏電壓時(shí)的能帶圖示意圖。MOSFET中的溝道是多子積累、弱反型還是強(qiáng)反型？強(qiáng)反型的判據(jù)是什么？MOS的溝道是強(qiáng)反型，判斷依據(jù)是表面耗盡區(qū)的寬度將達(dá)到最大值。實(shí)際MOS二極管中哪些因素導(dǎo)致其偏離理想情況？ 固定氧化層電荷，擴(kuò)散電流，界面陷阱，功函數(shù)差，反向漏電流，雜質(zhì)分布，遷移率等。當(dāng)VG大于VT且保持不變時(shí)

4、，畫出增強(qiáng)型MOSFET的I-V曲線，并畫出在線性區(qū)、非線性區(qū)和飽和區(qū)時(shí)的溝道形狀。MOSFET的閾值電壓與哪些因素有關(guān)？固定氧化層電荷，功函數(shù)差，柵極材料，氧化層厚度，襯底偏壓，沉底摻雜。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的詳細(xì)分類是怎樣的？日常使用的U盤屬于哪種類型的存儲(chǔ)器，畫出其基本單元的結(jié)構(gòu)示意圖，并簡(jiǎn)要說(shuō)明其工作原理。詳細(xì)分類：揮發(fā)性動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器和靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。 非揮發(fā)性電源關(guān)閉時(shí)保留信息。U盤屬于非揮發(fā)性的快閃存儲(chǔ)器。原理：電子隧穿-電子穿過(guò)禁帶的過(guò)程。l畫出不同偏壓下，金屬與n型半導(dǎo)體接觸的能帶圖。l金屬與半導(dǎo)體可以形成哪兩種類型的接觸？MESFET中的三個(gè)金屬-半導(dǎo)體接觸分別是哪種類型？（1）歐

5、姆接觸和肖特基勢(shì)壘接觸。（2）一個(gè)肖特基接觸作為柵極，兩個(gè)歐姆接觸當(dāng)做源極和漏極l試分析MESFET與MOSFET的區(qū)別與聯(lián)系。MESFET是金屬半導(dǎo)體的整流接觸，而MOSFET是金屬氧化物半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。MESFET以歐姆接觸的源漏極代替MOS的P-N結(jié)，她比MOS有更高的開(kāi)關(guān)速度和截止頻率，具有微波性能快速響應(yīng)。它們有相似的電流電壓特性，在高電流時(shí)具有負(fù)的溫度系數(shù)從而維持熱穩(wěn)定。l當(dāng)VG恒定時(shí)，畫出耗盡型MESFET的I-V曲線，指出曲線上開(kāi)始夾斷的點(diǎn)，并畫出此時(shí)的溝道形狀示意圖。畫出隧道二極管的I-V曲線，并畫出電流為谷值時(shí)對(duì)應(yīng)的能帶圖。兩能級(jí)間的基本躍遷過(guò)程有哪些，發(fā)光二極管及激光器的主要

6、躍遷機(jī)制分別是種？（1）基本躍遷：吸收，自發(fā)輻射，受激輻射。（2）發(fā)光二極管自發(fā)輻射；激光器受激輻射；光探與太陽(yáng)能電池吸收。簡(jiǎn)并半導(dǎo)體:對(duì)于高摻雜的n型或p型半導(dǎo)體， 將高于 ，或低于 。此種半導(dǎo)體稱為簡(jiǎn)并半導(dǎo)體。 漂移：在外電場(chǎng)作用下載流子的定向運(yùn)動(dòng)稱為漂移運(yùn)動(dòng)。擴(kuò)散：載流子從高濃度的區(qū)域移往低濃度的區(qū)域的運(yùn)動(dòng)。量子隧穿：兩個(gè)隔離的半導(dǎo)體樣品彼此接近時(shí)，勢(shì)壘高qV0等于電子親和力q，當(dāng)距離足夠小，即使電子的能量遠(yuǎn)小于勢(shì)壘高，在左邊半導(dǎo)體的電子亦可能會(huì)跨過(guò)勢(shì)壘輸運(yùn)，并移至右邊的半導(dǎo)體。這個(gè)過(guò)程稱為隧穿。 雪崩過(guò)程：當(dāng)半導(dǎo)體中的電場(chǎng)增加到超過(guò)某一定值時(shí)，載流子得到足夠的動(dòng)能產(chǎn)生電子空穴對(duì)的過(guò)程。

7、 晶體管的放大作用：由鄰近的射基結(jié)注射過(guò)來(lái)的空穴可在反向偏壓的集基結(jié)造成大電流，這就是晶體管的放大作用。功函數(shù)：費(fèi)米能級(jí)和真空能級(jí)之差歐姆接觸：當(dāng)金屬-半導(dǎo)體接觸的接觸電阻相對(duì)于半導(dǎo)體主體或串聯(lián)電阻可以忽略不計(jì)時(shí)，則可被定義為歐姆接觸。肖特基勢(shì)壘接觸：具有大的勢(shì)壘高度，以及摻雜濃度比導(dǎo)帶或價(jià)帶上態(tài)密度低的金屬-半導(dǎo)體接觸。 閾值電壓：形成強(qiáng)反型層時(shí)溝道所對(duì)應(yīng)的 稱為閾值電壓 CMOS：由成對(duì)的互補(bǔ)p溝道與n溝道MOSFET所組成GVFECEVEu 分析pn結(jié)電流及耗盡區(qū)寬度與偏壓的關(guān)系，指出pn結(jié)耗盡區(qū)中電場(chǎng)的方向。正向偏壓耗盡區(qū)寬度減小，電流增大；反向偏壓耗盡區(qū)寬度增加，電流減小（趨于平衡

8、）；電流方向：n區(qū)指向p區(qū) u 畫出理想pn結(jié)正偏、反偏情況下的少子分布、電流分布示意圖u解釋利用pn結(jié)形成變?nèi)萜鞯脑?，通過(guò)測(cè)量pn結(jié)電容能否獲得半導(dǎo)體雜質(zhì)的分布信息？變?nèi)萜髟恚簯?yīng)用p-n結(jié)在反向偏壓時(shí)電容隨電壓變化的特性，來(lái)設(shè)計(jì)用達(dá)到此目的的p-n結(jié)被稱為變?nèi)萜?，即可變電容器。通過(guò)測(cè)量其電容、電壓特性可用來(lái)計(jì)算任意雜質(zhì)分布。u解釋pn結(jié)擊穿的機(jī)制。隧道效應(yīng)：當(dāng)一反向強(qiáng)電場(chǎng)加在p-n結(jié)時(shí)，價(jià)電子可以由價(jià)帶移動(dòng)到導(dǎo)帶，這種電子穿過(guò)禁帶的過(guò)程稱為隧穿隧穿只發(fā)生在電場(chǎng)很高的時(shí)候。雪崩倍增：電場(chǎng)足夠大，電子可以獲得足夠的動(dòng)能，以致于當(dāng)和原子產(chǎn)生撞擊時(shí)，可以破壞鍵而產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，新產(chǎn)生的電子和空

9、穴，可由電場(chǎng)獲得動(dòng)能，并產(chǎn)生額外的電子-空穴對(duì)生生不息，連續(xù)產(chǎn)生新的電子-空穴對(duì)這種過(guò)程稱為雪崩倍增。nBJT各區(qū)的結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？為什么？發(fā)射區(qū)：摻雜濃度最高；基區(qū)：摻雜濃度中等，基區(qū)的寬度需遠(yuǎn)小于少數(shù)載流子的擴(kuò)散長(zhǎng)度；集電區(qū)：摻雜濃度最低；nBJT工作在放大模式下的偏置情況是怎樣的？畫出p-n-p BJT工作在放大模式下的空穴電流分布。射基結(jié)為正向偏壓，集基結(jié)為反向偏壓n畫出p-n-p BJT在放大模式下各區(qū)的少數(shù)載流子濃度分布。n為什么HBT的發(fā)射效率較高？發(fā)射區(qū)與基區(qū)間的能帶差在異質(zhì)結(jié)界面上造成能帶偏移，Ev增加了射基異質(zhì)結(jié)處價(jià)帶勢(shì)壘的高度，從而維持極高的效率與電流增益。MOS二極管的金

10、屬偏壓對(duì)半導(dǎo)體的影響有哪些？會(huì)改變能帶彎曲情況，改變半導(dǎo)體表面電荷分布。畫出理想MOS二極管（p型半導(dǎo)體）金屬端加正偏及反偏電壓時(shí)的能帶圖示意圖。MOSFET中的溝道是多子積累、弱反型還是強(qiáng)反型？強(qiáng)反型的判據(jù)是什么？MOS的溝道是強(qiáng)反型，判斷依據(jù)是表面耗盡區(qū)的寬度將達(dá)到最大值。實(shí)際MOS二極管中哪些因素導(dǎo)致其偏離理想情況？ 固定氧化層電荷，擴(kuò)散電流，界面陷阱，功函數(shù)差，反向漏電流，雜質(zhì)分布，遷移率等。當(dāng)VG大于VT且保持不變時(shí)，畫出增強(qiáng)型MOSFET的I-V曲線，并畫出在線性區(qū)、非線性區(qū)和飽和區(qū)時(shí)的溝道形狀。MOSFET的閾值電壓與哪些因素有關(guān)？固定氧化層電荷，功函數(shù)差，柵極材料，氧化層厚度，

11、襯底偏壓，沉底摻雜。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的詳細(xì)分類是怎樣的？日常使用的U盤屬于哪種類型的存儲(chǔ)器，畫出其基本單元的結(jié)構(gòu)示意圖，并簡(jiǎn)要說(shuō)明其工作原理。詳細(xì)分類：揮發(fā)性動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器和靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。 非揮發(fā)性電源關(guān)閉時(shí)保留信息。U盤屬于非揮發(fā)性的快閃存儲(chǔ)器。原理：電子隧穿-電子穿過(guò)禁帶的過(guò)程。l畫出不同偏壓下，金屬與n型半導(dǎo)體接觸的能帶圖。l金屬與半導(dǎo)體可以形成哪兩種類型的接觸？MESFET中的三個(gè)金屬-半導(dǎo)體接觸分別是哪種類型？（1）歐姆接觸和肖特基勢(shì)壘接觸。（2）一個(gè)肖特基接觸作為柵極，兩個(gè)歐姆接觸當(dāng)做源極和漏極l試分析MESFET與MOSFET的區(qū)別與聯(lián)系。MESFET是金屬半導(dǎo)體的整流接觸，而MOSFET是金屬氧化物半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。MESFET以歐姆接觸的源漏極代替MOS的P-N結(jié)，她比MOS有更高的開(kāi)關(guān)速度和截止頻率，具有微波性能快速響應(yīng)。它們有相似的電流電壓特性，在高電流時(shí)具有負(fù)的溫度系數(shù)從