成電半導(dǎo)體物理期末考試試卷A及參考答案

1、1、在硅和鍺的能帶結(jié)構(gòu)中，在布里淵中心存在兩個(gè)極大值重合的價(jià)帶，外面的能帶（B ，對應(yīng)的有效質(zhì)量（ C ），稱該能帶中的空穴為( E )。A. 曲率大； B. 曲率??； C. 大；D. ?。?E. 重空穴；F. 輕空穴2、如果雜質(zhì)既有施主的作用又有受主的作用，則這種雜質(zhì)稱為（ F ）。 A. 施主 B. 受主 C.復(fù)合中心 D.陷阱 F. 兩性雜質(zhì)3、在通常情況下，GaN呈（A）型結(jié)構(gòu)，具有（C），它是（F）半導(dǎo)體材料。A. 纖鋅礦型； B. 閃鋅礦型； C. 六方對稱性；D. 立方對稱性；E.間接帶隙； F. 直接帶隙。4、同一種施主雜質(zhì)摻入甲、乙兩種半導(dǎo)體，如果甲的相對介電常數(shù)r是乙的3/

2、4， mn*/m0值是乙的2倍，那么用類氫模型計(jì)算結(jié)果是（ D ）。A.甲的施主雜質(zhì)電離能是乙的8/3，弱束縛電子基態(tài)軌道半徑為乙的3/4B.甲的施主雜質(zhì)電離能是乙的3/2，弱束縛電子基態(tài)軌道半徑為乙的32/9C.甲的施主雜質(zhì)電離能是乙的16/3，弱束縛電子基態(tài)軌道半徑為乙的8/3D.甲的施主雜質(zhì)電離能是乙的32/9，弱束縛電子基態(tài)軌道半徑為乙的3/85、.一塊半導(dǎo)體壽命=15s，光照在材料中會產(chǎn)生非平衡載流子，光照突然停止30s后，其中非平衡載流子將衰減到原來的（ C ）。 A.1/4 ； B.1/e ； C.1/e2 ； D.1/26、對于同時(shí)存在一種施主雜質(zhì)和一種受主雜質(zhì)的均勻摻雜的非簡

3、并半導(dǎo)體，在溫度足夠高、ni /ND-NA/ 時(shí)，半導(dǎo)體具有 （ B ） 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性。 A. 非本征 B.本征 8、在純的半導(dǎo)體硅中摻入硼，在一定的溫度下，當(dāng)摻入的濃度增加時(shí)，費(fèi)米能級向（ A ）移動；當(dāng)摻雜濃度一定時(shí)，溫度從室溫逐步增加，費(fèi)米能級向( C )移動。A.Ev ； B.Ec ； C.Ei； D. EF9、把磷化鎵在氮?dú)夥罩型嘶?，會有氮取代部分的磷，這會在磷化鎵中出現(xiàn)（ D ）。A.改變禁帶寬度 ； B.產(chǎn)生復(fù)合中心 ； C.產(chǎn)生空穴陷阱 ； D.產(chǎn)生等電子陷阱。10、對于大注入下的直接復(fù)合，非平衡載流子的壽命不再是個(gè)常數(shù)，它與（ C ）。A.非平衡載流子濃度成正比 ； B.

4、平衡載流子濃度成正比； C.非平衡載流子濃度成反比； D.平衡載流子濃度成反比。11、雜質(zhì)半導(dǎo)體中的載流子輸運(yùn)過程的散射機(jī)構(gòu)中，當(dāng)溫度升高時(shí)，電離雜質(zhì)散射的概率和晶格振動聲子的散射概率的變化分別是（ B ）。 A.變大，變小 ； B.變小，變大； C.變小，變??； D.變大，變大。12、如在半導(dǎo)體的禁帶中有一個(gè)深雜質(zhì)能級位于禁帶中央，則它對電子的俘獲率（ B ）空穴的俘獲率，它是（ D ）。 A.大于 ； B.等于； C.小于； D.有效的復(fù)合中心； E. 有效陷阱。13、在磷摻雜濃度為21016cm-3的硅襯底（功函數(shù)約為4.25eV）上要做出歐姆接觸，下面四種金屬最適合的是（ A ）。A.

5、 In (Wm=3.8eV) ； B. Cr (Wm=4.6eV)； C. Au (Wm=4.8eV)； D. Al (Wm=4.2eV)。14、在硅基MOS器件中，硅襯底和SiO2界面處的固定電荷是（ B ），它的存在使得半導(dǎo)體表面的能帶（ C ）彎曲，在C-V曲線上造成平帶電壓（ F ）偏移。 A.鈉離子 ； B.過剩的硅離子； C.向下； D.向上； E. 向正向電壓方向； F. 向負(fù)向電壓方向。二、簡答題：（5+4+6=15分）2、對于摻雜的元素半導(dǎo)體Si、Ge中，一般情形下對載流子的主要散射機(jī)構(gòu)是什么？寫出其主要散射機(jī)構(gòu)所決定的散射幾率和溫度的關(guān)系。（4分）答：對摻雜的元素半導(dǎo)體材料

6、Si、Ge，其主要的散射機(jī)構(gòu)為長聲學(xué)波散射（1分）和電離雜質(zhì)散射其散射幾率和溫度的關(guān)系為：聲學(xué)波散射：，電離雜質(zhì)散射：3、如金屬和一n型半導(dǎo)體形成金屬半導(dǎo)體接觸，請簡述在什么條件下，形成的哪兩種不同電學(xué)特性的接觸，說明半導(dǎo)體表面的能帶情況，并畫出對應(yīng)的I-V曲線。（忽略表面態(tài)的影響）（6分）答：在金屬和n型半導(dǎo)體接觸時(shí)，如金屬的功函數(shù)為Wm, 半導(dǎo)體的功函數(shù)為Ws。當(dāng)WmWs時(shí)，在半導(dǎo)體表面形成阻擋層接觸，是個(gè)高阻區(qū)，能帶向上彎曲；（2分）當(dāng)WmWs時(shí)，在半導(dǎo)體表面形成反阻擋層接觸，是個(gè)高電導(dǎo)區(qū)，能帶向下彎曲；（2分）對應(yīng)的 I-V曲線分別為：VI VI四、一束恒定光源照在n型硅單晶樣品上，其

7、平衡載流子濃度n0=1014cm-3，且每微秒產(chǎn)生電子空穴為1013cm-3。如n=p=2s，試求光照后少數(shù)載流子濃度。（已知本征載流子濃度ni=9.65109cm-3）(5分)解：在光照前：光照后：五、在一個(gè)均勻的n型半導(dǎo)體的表面的一點(diǎn)注入少數(shù)載流子空穴。在樣品上施加一個(gè)50V/cm的電場，在電場力的作用下這些少數(shù)載流子在100s的時(shí)間內(nèi)移動了1cm，求少數(shù)載流子的漂移速率、遷移率和擴(kuò)散系數(shù)。（kT=0.026eV）(6分)解：在電場下少子的漂移速率為：遷移率為： 擴(kuò)散系數(shù)為： 六、 摻雜濃度為ND=1016cm-3的n型單晶硅材料和金屬Au接觸，忽略表面態(tài)的影響，已知：WAu=5.20eV

8、, n=4.0eV, Nc=1019cm-3,ln103=6.9 在室溫下kT=0.026eV, 半導(dǎo)體介電常數(shù)r=12, 0=8.85410-12 F/m，q=1.610-19 庫，試計(jì)算：(4+4+4=12分) 半導(dǎo)體的功函數(shù)；（4分） 在零偏壓時(shí)，半導(dǎo)體表面的勢壘高度，并說明是哪種形式的金半接觸，半導(dǎo)體表面能帶的狀態(tài)； 半導(dǎo)體表面的勢壘寬度。（4分）解：由得： （1分） （1分） 在零偏壓下，半導(dǎo)體表面的勢壘高度為：對n型半導(dǎo)體，因?yàn)閃mWs，所以此時(shí)的金半接觸是阻擋層（或整流）接觸（1分），半導(dǎo)體表面能帶向上彎曲（或：直接用能帶圖正確表示出能帶彎曲情況）（1分）。 勢壘的寬度為： 1.

9、導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體的劃分：導(dǎo)體內(nèi)部存在部分充滿的能帶，在電場作用下形成電流； 絕緣體內(nèi)部不存在部分充滿的能帶，在電場作用下無電流產(chǎn)生； 半導(dǎo)體的價(jià)帶是完全充滿的，但與之上面靠近的能帶間的能隙很小，電子易被激發(fā)到上面的能帶，使這兩個(gè)能帶都變成部分充滿，使固體導(dǎo)電。2.電子的有效質(zhì)量是，空穴的有效質(zhì)量是；，電量等值反號，波矢與電子相同能帶底電子的有效質(zhì)量是正值，能帶頂電子的有效質(zhì)量是負(fù)值。能帶底空穴的有效質(zhì)量是負(fù)值，能帶頂空穴的有效質(zhì)量是正值。3.半導(dǎo)體中電子所受的外力的計(jì)算。4.引進(jìn)有效質(zhì)量的意義：概括了半導(dǎo)體內(nèi)部勢場的作用，使得在解決半導(dǎo)體中電子在外力作用下的運(yùn)動規(guī)律時(shí)，可以不涉及半導(dǎo)體內(nèi)部

10、勢場的作用。1.施主能級：被施主雜質(zhì)束縛的電子的能量狀態(tài)稱為施主能級ED；施主能級很接近于導(dǎo)帶底； 受主能級：被受主雜質(zhì)束縛的空穴的能量狀態(tài)稱為受主能級EA；受主能級很接近于價(jià)帶頂。 施主能級圖 受主能級圖2.淺能級雜質(zhì)：雜質(zhì)的電離能遠(yuǎn)小于本征半導(dǎo)體禁帶寬度的雜質(zhì)，電離后向相應(yīng)的能帶提供電子或空穴。 深能級雜質(zhì)：能級位于禁帶中央位置附近，距離相應(yīng)允帶差值較大。 深能級雜質(zhì)起復(fù)合中心、陷阱作用；淺能級雜質(zhì)起施主、受主作用。3.雜質(zhì)的補(bǔ)償作用：半導(dǎo)體中同時(shí)含有施主和受主雜質(zhì)，施主和受主先相互抵消，剩余的雜質(zhì)發(fā)生電離。1.費(fèi)米分布函數(shù)(簡并半導(dǎo)體)(本征)；(雜質(zhì))；玻爾茲曼分布函數(shù)(非簡并半導(dǎo)體)

11、 ；2.費(fèi)米能級：；系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)，也不對外界做功的情況下，系統(tǒng)中增加一個(gè)電子所引起系統(tǒng)自由能的變化，等于系統(tǒng)的化學(xué)勢，也就是等于系統(tǒng)的費(fèi)米能級。 費(fèi)米能級的位置：本征半導(dǎo)體的費(fèi)米能級位于本征能級(禁帶寬度的一半)上，根據(jù)雜質(zhì)離子的不同，費(fèi)米能級的位置有所不同；4.n型雜質(zhì)半導(dǎo)體在低溫弱電離區(qū)的費(fèi)米能級的推導(dǎo)：低溫下，導(dǎo)帶中的電子全部由電離施主雜質(zhì)提供，此時(shí)p0=0，故電中性條件：； 由得：，因此：；取對數(shù)并化簡得：；它與溫度、雜質(zhì)濃度以及摻入何種雜質(zhì)原子有關(guān)。在低溫極限T0K時(shí)，；故；即在低溫極限T0K時(shí)，費(fèi)米能級位于導(dǎo)帶底和施主能級間的中線處。1.載流子散射的概念：所謂自由載流子，實(shí)際

12、上只在兩次散射之間才真正是自由運(yùn)動的，其連續(xù)兩次散射間自由運(yùn)動的平均路程稱為平均自由程，而平均時(shí)間稱為平均自由時(shí)間。2.半導(dǎo)體的主要散射機(jī)構(gòu)： 電離雜質(zhì)的散射；晶格振動的散射：聲學(xué)波散射；光學(xué)波散射；其他因素引起的：等同的能谷間散射；中性雜質(zhì)散射；位錯(cuò)散射；合金散射；3.平均自由時(shí)間與散射概率之間關(guān)系式的推導(dǎo)： 設(shè)有N個(gè)電子以速度v沿某方向運(yùn)動，N(t)表示在t時(shí)刻尚未遭到散射的電子數(shù)，按散射概率的定義，在t到（t+t）時(shí)間內(nèi)被散射的電子數(shù)為； ； 解微分方程：； 其中N0是t=0時(shí)未遭散射的電子數(shù)； t到（t+t）時(shí)間內(nèi)被散射的電子數(shù)為； 平均自由時(shí)間；等于散射概率的倒數(shù)。2.非平衡載流子的

13、壽命的推導(dǎo)： 假定一束光在一塊n型半導(dǎo)體內(nèi)部均勻地產(chǎn)生非平衡載流子和，在t=0時(shí)，光照突然停止，的變化應(yīng)等于非平衡載流子的復(fù)合率：；小注入時(shí)，是一恒量，與無關(guān)，上述微分方程的通解為：；當(dāng)t=0時(shí)，得，則； 非平衡載流子的復(fù)合率：通常把單位時(shí)間單位體積內(nèi)凈復(fù)合消失的電子-空穴對數(shù)。3.推導(dǎo)在小注入條件下，當(dāng)溫度和摻雜一定時(shí)，壽命是一個(gè)常數(shù)：。 熱平衡時(shí)，產(chǎn)生率等于復(fù)合率，n=n0，p=p0； 此時(shí)； 非平衡載流子的直接凈復(fù)合率； 由，得：； 非平衡載流子的壽命 小注入條件下，即，；n型材料，即， 當(dāng)時(shí)，4.深能級的最有效位置是禁帶的中央；5.俄歇復(fù)合：載流子從高能級向低能級躍遷，發(fā)生電子-空穴復(fù)

14、合是，把多余的能量傳給另一個(gè)載流子，使這個(gè)載流子被激發(fā)到能量更高的能級上去，當(dāng)它重新躍遷回低能級時(shí)，多余的能量以聲子形式放出，這種復(fù)合稱為俄歇復(fù)合。6.陷阱效應(yīng)：雜質(zhì)能級積累非平衡載流子的作用稱為陷阱效應(yīng)； 把具有顯著陷阱效應(yīng)的雜質(zhì)能級稱為陷阱；把相應(yīng)的雜質(zhì)和缺陷稱為陷阱中心。 最有效的深能級在費(fèi)米能級上；7.漂移運(yùn)動的作用場是電場遷移率；擴(kuò)散運(yùn)動的作用場是濃度場擴(kuò)散系數(shù)； 遷移率與散射有關(guān)；8.愛因斯坦方程的推導(dǎo)：一塊處于熱平衡狀態(tài)的非均勻的n型半導(dǎo)體，其中施主雜質(zhì)濃度隨x增加而下降，電子和空穴濃度都是x的函數(shù)，設(shè)為n0(x)，p0(x)；由于濃度梯度的存在，必然引起載流子沿x方向的擴(kuò)散，電

15、子擴(kuò)散產(chǎn)生的電流密度為，空穴擴(kuò)散產(chǎn)生的電流密度為；半導(dǎo)體內(nèi)的靜電場又產(chǎn)生漂移電流：，；熱平衡條件下：，；又，；求導(dǎo)得：；(對電子)；(對空穴)第六章 p-n結(jié)1. p-n結(jié)的能帶圖： n、p型半導(dǎo)體的能帶 平衡狀態(tài)p-n結(jié)能帶圖2.外加正向偏壓時(shí)p-n結(jié)勢壘的變化:1.直接躍遷：為了滿足選擇定則，以使電子在躍遷過程中波矢保持不變，則原來在價(jià)帶中狀態(tài)A的電子只能躍遷到導(dǎo)帶中的狀態(tài)B。A與B在E(k)曲線上位于同一垂線上，這種躍遷稱為直接躍遷； 間接躍遷：除了吸收光子外還與晶格交換能量的非直接躍遷，也稱間接躍遷。3.在四面體結(jié)構(gòu)的共價(jià)晶體中，四個(gè)共價(jià)鍵是 sp3雜化 。4.第III族元素鋁、鎵、銦

16、和第V族元素磷、砷、銻組成的 III-V族化合物 。也是正四面體結(jié)構(gòu)，四個(gè)共價(jià)鍵也是sp3雜化，但具有一定程度的離子性。是 閃鋅礦 結(jié)構(gòu)。5. ZnS、GeS、ZnSe和GeSe等 -族化合物 都可以 閃鋅礦型 和 纖鋅礦型 兩種方式結(jié)晶，也是以 正四面體結(jié)構(gòu) 為基礎(chǔ)構(gòu)成的，四個(gè)混合共價(jià)鍵也是 sp3 雜化，也有一定程度的離子性。6. Ge、Si的禁帶寬度具有 負(fù)溫度系數(shù) 。禁帶寬度Eg隨溫度增加而減小( 負(fù)溫度系數(shù)特性 )7.半導(dǎo)體與導(dǎo)體的最大差別： 半導(dǎo)體的電子和空穴均參與導(dǎo)電 。半導(dǎo)體與絕緣體的最大差別： 在通常溫度下，半導(dǎo)體已具有一定的導(dǎo)電能力 。有效質(zhì)量的大小取決于 晶體內(nèi)電子與電子

17、周圍環(huán)境 的作用。10 回旋共振 的實(shí)驗(yàn)是用來測量 有效質(zhì)量 的。導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體的能帶l 能帶理論提出：一個(gè)晶體是否具有導(dǎo)電性，關(guān)鍵在于它是否有不滿的能帶存在。l 導(dǎo)體下面的能帶是滿帶，上面的能帶是半滿帶；或者上下能帶重疊了一部分，結(jié)果上下能帶都成了半滿帶l 絕緣體下面能帶（價(jià)帶）是滿帶，上面能帶（導(dǎo)帶）是空帶，且禁帶寬度比較大。l 半導(dǎo)體下面能帶（價(jià)帶）是滿帶，上面能帶（導(dǎo)帶）是空帶，且禁帶寬度比較小，數(shù)量級約在1eV左右。當(dāng)溫度升高或者光照下，滿帶中的少量電子可能被激發(fā)到上面的空帶中去。滿帶中少了一些電子，將出現(xiàn)一些空的量子狀態(tài)，稱為空穴。在半導(dǎo)體中，導(dǎo)帶中的電子和價(jià)帶中的空穴均參與

18、導(dǎo)電。金是一種很典型的復(fù)合中心，在制造高速開關(guān)器件時(shí)，常有意地?fù)饺虢鹨蕴岣咂骷乃俣取?5 兩性雜質(zhì)：既能起施主作用，又能起受主作用的雜質(zhì)，如III-V族化合物半導(dǎo)體中摻入的硅2. 有一塊摻磷的 n型硅，ND=1015cm-3, 分別計(jì)算溫度為 300K ； 500K ； 800K 時(shí)導(dǎo)帶中電子濃度 。 （已知硅的ni 300K=1.51010cm-3， ni 500K=41014 cm-3， ni 800K=1017cm-3）解：3. 含受主濃度為8.0106cm-3和施主濃度為7.251017 cm-3的Si材料，試求溫度為300K時(shí)此材料的載流子濃度和費(fèi)米能級的相對位置。 （已知300K

19、時(shí)硅的ni為1.51010cm-3）解：300K時(shí)，雜質(zhì)補(bǔ)償之后，有效施主濃度： 強(qiáng)電離區(qū)，2 載流子的產(chǎn)生：本征激發(fā) 和 雜質(zhì)電離 。4 費(fèi)米分布函數(shù)：服從泡利不相容原理的電子遵循費(fèi)米統(tǒng)計(jì)規(guī)律。5 費(fèi)米分布函數(shù)的特性：6在熱平衡狀態(tài)下，非簡并情況下，導(dǎo)帶中的電子濃度： 同理可得，價(jià)帶中的空穴濃度（熱平衡狀態(tài)，非簡并情況下）： 載流子濃度乘積： N型半導(dǎo)體載流子的濃度（在過渡區(qū)）： p型半導(dǎo)體載流子的濃度（在過渡區(qū)）： 摻有某種雜質(zhì)的半導(dǎo)體的載流子濃度和費(fèi)米能級由 溫度 和 雜質(zhì)濃度 決定。隨著T升高，多數(shù)載流子從以 雜質(zhì)電離 為主過渡到 本征激發(fā) 為主。即：當(dāng)雜質(zhì)濃度不變時(shí)，隨著溫度的升高，

20、費(fèi)米能級先上升后下降，直到接近中線位置。1. 隨著溫度T升高，多數(shù)載流子從以雜質(zhì)電離為主過渡到本征激發(fā)為主。2. n型半導(dǎo)體的費(fèi)米能級處在導(dǎo)帶底和Ei之間，p型半導(dǎo)體的費(fèi)米能級處在Ei和價(jià)帶頂之間。3. 在一定溫度下，施主雜質(zhì)濃度越高，費(fèi)米能級越接近導(dǎo)帶底；受主雜質(zhì)濃度越高，費(fèi)米能級越接近價(jià)帶頂。4. 隨著T升高， n型半導(dǎo)體的費(fèi)米能級從施主能級以上先升后降至施主能級以下直至禁帶中線。 p型半導(dǎo)體的費(fèi)米能級從受主能級以下先降后升至受主能級以上直至禁帶中線。對本征材料而言，材料的禁帶寬度越窄，載流子濃度越高；1 電子在 電場力 作用下所作的 定向 運(yùn)動稱為漂移運(yùn)動。2遷移率：表示單位場強(qiáng)下電子的

21、平均漂移速度，表示存在電場作用下載流子運(yùn)動的難易程度的物理量。3電阻產(chǎn)生的原因在于載流子的散射。電子與聲子的碰撞遵循兩大守恒法則：準(zhǔn)動量守恒、能量守恒晶格振動的散射中，光學(xué)波散射在能帶具有單一極值的半導(dǎo)體中起主要散射作用的是長波，在長聲學(xué)波中，只有縱波在散射中起主要作用。在半導(dǎo)體中長波起主要作用的是：縱聲學(xué)波散射。在離子晶體中起主要作用的是：縱光學(xué)波散射。6 電離雜質(zhì)散射：當(dāng)載流子運(yùn)動到電離雜質(zhì)附近時(shí)，由于 庫倫勢場（庫倫斥力） 的作用，就使載流子運(yùn)動的方向發(fā)生改變，以速度v接近電離雜質(zhì)，在原子核附近的散射。6. 歐姆定律的微分形式：載流子的遷移率由其主要作用的散射機(jī)構(gòu)決定。低溫時(shí)，雜質(zhì)散射占

22、主導(dǎo)地位；因此，遷移率是雜質(zhì)濃度Ni的函數(shù)。高溫時(shí)，晶格散射占主導(dǎo)地位；因此遷移率對Ni的依賴很小。雜質(zhì)濃度小時(shí)，遷移率趨于一定值，不隨雜質(zhì)濃度而變化，說明此時(shí)晶格散射相對占據(jù)主導(dǎo)地位。隨著雜質(zhì)濃度Ni的增大，電離雜質(zhì)散射相對占據(jù)主導(dǎo)地位.（7）溫度T越高，晶格散射越強(qiáng)，此時(shí)遷移率越小。（8）雜質(zhì)Ni越大，雜質(zhì)電離散射越強(qiáng)，此時(shí)遷移率越小。1非平衡載流子的產(chǎn)生：電注入，光注入，高能粒子激發(fā)電子的連續(xù)性方程： 右側(cè)第一項(xiàng)為擴(kuò)散流密度不均勻引起的載流子變化；第二項(xiàng)為載流子濃度不均勻引起的積累；第三項(xiàng)為不均勻電場導(dǎo)致漂移速度隨空間位置變化引起的積累，第四項(xiàng)為復(fù)合率；第五項(xiàng)為產(chǎn)生率。按復(fù)合釋能的方式分

23、為輻射復(fù)合（發(fā)射光子）、發(fā)射聲子和俄歇效應(yīng)。強(qiáng)N型區(qū)：壽命是與載流子濃度無關(guān)的常數(shù)，僅取決復(fù)合中心對空穴的俘獲幾率。強(qiáng)P型區(qū)：壽命與載流子濃度無關(guān), 是由復(fù)合中心對電子的俘獲幾率決定的常數(shù)最有效的復(fù)合中心在禁帶中央，而最有效的陷阱能級在費(fèi)米能級附近。簡答題：1. 平均自由程與擴(kuò)散長度有何不同？平均自由時(shí)間與非平衡載流子的壽命又有何不同？答：平均自由程是在連續(xù)兩次散射之間載流子自由運(yùn)動的平均路程。而擴(kuò)散長度則是非平衡載流子深入樣品的平均距離。它們的不同之處在于平均自由程由散射決定，而擴(kuò)散長度由擴(kuò)散系數(shù)和材料的壽命來決定。 平均自由時(shí)間是載流子連續(xù)兩次散射平均所需的自由時(shí)間，非平衡載流子的壽命是指

24、非平衡載流子的平均生存時(shí)間。前者與散射有關(guān)，散射越弱，平均自由時(shí)間越長；后者由復(fù)合幾率決定，它與復(fù)合幾率成反比關(guān)系。2. 漂移運(yùn)動和擴(kuò)散運(yùn)動有什么不同？漂移運(yùn)動與擴(kuò)散運(yùn)動之間有什么聯(lián)系？ 答：不同：漂移運(yùn)動是載流子在外電場的作用下發(fā)生的定向運(yùn)動，而擴(kuò)散運(yùn)動是由于濃度分布不均勻?qū)е螺d流子從濃度高的地方向濃度底的方向的定向運(yùn)動。前者的推動力是外電場，后者的推動力則是載流子的分布不勻。 聯(lián)系：漂移運(yùn)動與擴(kuò)散運(yùn)動之間通過遷移率與擴(kuò)散系數(shù)相聯(lián)系。而遷移率與擴(kuò)散系數(shù)則通過愛因斯坦關(guān)系相聯(lián)系，二者的比值與溫度成反比關(guān)系。即： （本題最好看一下）2.某N型半導(dǎo)體摻雜濃度 ND1016cm-3，少子壽命10s，

25、在均勻光的照射下產(chǎn)生非平衡載流子，產(chǎn)生率為1018 cm-3s-1，試計(jì)算室溫時(shí)光照情況下的費(fèi)米能級并和原來無光照時(shí)的費(fèi)米能級比較。設(shè)ni1010cm-3解：無光照： 穩(wěn)定光照后：同理：5 p-n結(jié)的電容主要包括 勢壘電容 和 擴(kuò)散電容 兩部分。6 單邊突變結(jié)勢壘區(qū)寬度主要取決于低摻雜一側(cè)的雜質(zhì)濃度，為什么？ （勢壘區(qū)內(nèi)正，負(fù)電荷總量相等，摻雜濃度低的，相應(yīng)的電離雜質(zhì)濃度也低，需要更大的體積才能獲得同樣的總量，因此勢壘區(qū)寬度要寬得多）2 金屬和半導(dǎo)體接觸時(shí)還可形成非整流接觸，即歐姆接觸。3 整流特性首要條件：接觸必須形成半導(dǎo)體表面的阻擋層1.1 半導(dǎo)體 通常是指導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的材

26、料，其導(dǎo)帶在絕對零度時(shí)全空，價(jià)帶全滿，禁帶寬度較絕緣體的小許多。1.2能帶晶體中，電子的能量是不連續(xù)的，在某些能量區(qū)間能級分布是準(zhǔn)連續(xù)的，在某些區(qū)間沒有能及分布。這些區(qū)間在能級圖中表現(xiàn)為帶狀，稱之為能帶。1.6 直接帶隙材料 如果晶體材料的導(dǎo)帶底和價(jià)帶頂在k空間處于相同的位置，則本征躍遷屬直接躍遷，這樣的材料即是所謂的直接帶隙材料。1.6 間接帶隙材料 如果半導(dǎo)體的導(dǎo)帶底與價(jià)帶頂在k空間中處于不同位置，則價(jià)帶頂?shù)碾娮游漳芰縿偤眠_(dá)到導(dǎo)帶底時(shí)準(zhǔn)動量還需要相應(yīng)的變化2.1 雜質(zhì)電離能 雜質(zhì)電離能是雜質(zhì)電離所需的最少能量，施主型雜質(zhì)的電離能等于導(dǎo)帶底與雜質(zhì)能級之差，受主型雜質(zhì)的電離能等于雜質(zhì)能級與價(jià)帶頂之差。淺能級雜質(zhì)的作用：（1）改變半導(dǎo)體的電阻率（2）決定半導(dǎo)體的導(dǎo)電類型。深能級雜質(zhì)的特點(diǎn)和作用：（1）不容易電離