半导体器件物理复习(施敏).docx

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1、第一章1、费米能级和准费米能级费米能级：不是一个真正的能级，是衡量能级被电子占据的几率的大小的一个标准，具有决定整个系统能量以及载流子分布的重要作用。准费米能级：是在非平衡状态下的费米能级，对于非平衡半导体，导带和价带间的电子跃迁失去了热平衡，不存在统一费米能级。就导带和价带中的电子讲，各自基本上处于平衡态，之间处于不平衡状态，分布函数对各自仍然是适应的，引入导带和价带费米能级，为局部费米能级，称为“准费米能级”。2、简并半导体和非简并半导体简并半导体：费米能级接近导带底(或价带顶)，甚至会进入导带(或价带)，不能用玻尔兹

2、曼分布，只能用费米分布非简并半导体：半导体中掺入一定量的杂质时，使费米能级位于导带和价带之间3、空间电荷效应当注入到空间电荷区中的载流子浓度大于平衡载流子浓度和掺杂浓度时，则注入的载流子决定整个空间电荷和电场分布，这就是空间电荷效应。在轻掺杂半导体中，电离杂质浓度小，更容易出现空间电荷效应，发生在耗尽区外。4、异质结指的是两种不同的半导体材料组成的结。5、量子阱和多量子阱量子阱：由两个异质结或三层材料形成，中间有最低的EC和最高的EV，对电子和空穴都形成势阱，可在二维系统中限制电子和空穴当量子阱由厚势垒层彼此隔开时，它们之

3、间没有联系，这种系统叫做多量子阱6、超晶格如果势垒层很薄，相邻阱之间的耦合很强，原来分立的能级扩展成能带(微带)，能带的宽度和位置与势阱的深度、宽度及势垒的厚度有关，这种结构称为超晶格。7、量子阱与超晶格的不同点a.跨越势垒空间的能级是连续的b.分立的能级展宽为微带另一种形成量子阱和超晶格的方法是区域掺杂变化第二章1、空间电荷区的形成机制当这两块半导体结合形成p-n结时，由于存在载流子浓度差，导致了空穴从p区到n区，电子从n区到p区的扩散运动。对于p区，空穴离开后，留下了不可动的带负电的电离受主，这些电离受主，没有正电荷与

4、之保持电中性，所以在p-n结附近p区一侧出现了一个负电荷区。同理，n区一侧出现了由电离施主构成的正电荷区，这些由电离受主和电离施主形成的区域叫空间电荷区。2、理想p-n结理想的电流-电压特性所依据的4个假设：a.突变耗尽层近似b.玻尔兹曼统计近似成立c.注入的少数载流子浓度小于平衡多数载流子浓度d.在耗尽层内不存在产生-复合电流3、肖克莱方程（即理想二极管定律）总电流之和J=Jp+Jn=J0expqVkT-1，其中J0=qDp0ni2LpND+qDnni2LnNA肖克莱方程准确描述了在低电流密度下p-n结的电流-电压特性，

5、但也偏离理想情形，原因：a耗尽层载流子的产生和复合b在较小偏压下也可能发生大注入c串联电阻效应d载流子在带隙内两个状态之间的隧穿表面效应4、p-n结为什么是单向导电在正向偏压下，空穴和电子都向界面运动，使空间电荷区变窄，电流可以顺利通过。在反向偏压下，空穴和电子都向远离界面的方向运动，使空间电荷区变宽，电流不能流过，反向电压增大到一定程度时，反向电流将突然增大，电流会大到将PN结烧毁，表现出pn结具有单向导电性。5、扩散电容和势垒电容扩散电容：p-n结正向偏置时所表现出的一种微分电容效应势垒电容：当p-n结外加电压变化时，

6、引起耗尽层的电荷量随外加电压而增多或减少，耗尽层宽窄变化所等效的电容称为势垒电容。6、击穿的机制击穿仅发生在反向偏置下a.热击穿：在高反向电压下，反向电流引起热损耗导致结温增加，结温反过来又增加了反向电流，导致了击穿b.隧穿:在强电场下，由隧道击穿，使电子从价带越过禁带到达导带所引起的一种击穿现象c.雪崩倍增：当p-n结加的反向电压增加时，电子和空穴获得更大的能量，不断发生碰撞，产生电子空穴对。新的载流子在电场的作用下碰撞又产生新的电子空穴对，使得载流子数量雪崩式的增加，流过p-n结的电流急剧增加，导致了击穿6、同型异质结

7、和反型异质结同型异质结：两种不同的半导体材料组成的结，导电类型相同异型异质结：两种不同的半导体材料组成的结，导电类型不同8、异质结与常规的p-n结相比的优势异质结注入率除了与掺杂比有关外，还和带隙差成指数关系，这点在双极晶体管的设计中非常关键，因为双极晶体管的注入比与电流增益有直接的关系，异质结双极晶体管(HBT)运用宽带隙半导体材料作为发射区以减小基极电流第三章1、肖特基二极管肖特基二极管是一种导通电压降较低，允许高速切换的二极管，是利用肖特基势垒特性而产生的电子元件，一般为0.3V左右，且具有更好的高频特性优点：其结构

8、给出了近似理想的正向I-V曲线，其反向恢复时间很短，饱和时间大为减少，开关频率高。正向压降低，工作在0.235V缺点：其反向击穿电压较低及方向漏电流偏大2、肖特基二极管和普通二极管相比优：开关频率高，正向电压降低缺：击穿电压低，反向电流大3、欧姆接触欧姆接触定义为其接触电阻可以忽略的金属-半导体接触它不