半導(dǎo)體器件物理復(fù)習(xí)(施敏)

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------半導(dǎo)體器件物理復(fù)習(xí)(施敏)第一章1、費(fèi)米能級(jí)和準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)費(fèi)米能級(jí)：不是一個(gè)真正的能級(jí)，是衡量能級(jí)被電子占據(jù)的幾率的大小的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，具有決定整個(gè)系統(tǒng)能量以及載流子分布的重要作用。準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)：是在非平衡狀態(tài)下的費(fèi)米能級(jí)，對(duì)于非平衡半導(dǎo)體，導(dǎo)帶和價(jià)帶間的電子躍遷失去了熱平衡，不存在統(tǒng)一費(fèi)米能級(jí)。就導(dǎo)帶和價(jià)帶中的電子講，各自基本上處于平衡態(tài)，之間處于不平衡狀態(tài)，分布函數(shù)對(duì)各自仍然是適應(yīng)的，引入導(dǎo)帶和價(jià)帶

2、費(fèi)米能級(jí)，為局部費(fèi)米能級(jí)，稱為“準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)”。2、簡(jiǎn)并半導(dǎo)體和非簡(jiǎn)并半導(dǎo)體簡(jiǎn)并半導(dǎo)體：費(fèi)米能級(jí)接近導(dǎo)帶底(或價(jià)帶頂)，甚至?xí)M(jìn)入導(dǎo)帶(或價(jià)帶)，不能用玻爾茲曼分布，只能用費(fèi)米分布非簡(jiǎn)并半導(dǎo)體：半導(dǎo)體中摻入一定量的雜質(zhì)時(shí)，使費(fèi)米能級(jí)位于導(dǎo)帶和價(jià)帶之間3、空間電荷效應(yīng)當(dāng)注入到空間電荷區(qū)中的載流子濃度大于平衡載流子濃度和摻雜濃度時(shí)，則注入的載流子決定整個(gè)空間電荷和電場(chǎng)分布，這就是空間電荷效應(yīng)。在輕摻雜半導(dǎo)體中，電離雜質(zhì)濃度小，更容易出現(xiàn)空間電荷效應(yīng)，發(fā)生在耗盡區(qū)外。4、異質(zhì)結(jié)指的是兩種不同的半導(dǎo)體材料組成的結(jié)。5、量子阱和多量子阱量子阱：由兩個(gè)異質(zhì)結(jié)或三層材料形成，中間有最低的????和最

3、高的????，對(duì)電子和空穴都形成勢(shì)阱，可在二維系統(tǒng)中限制電子和空——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------穴當(dāng)量子阱由厚勢(shì)壘層彼此隔開(kāi)時(shí)，它們之間沒(méi)有聯(lián)系，這種系統(tǒng)叫做多量子阱6、超晶格如果勢(shì)壘層很薄，相鄰阱之間的耦合很強(qiáng)，原來(lái)分立的能級(jí)擴(kuò)展成能帶(微帶)，能帶的寬度和位置與勢(shì)阱的深度、寬度及勢(shì)壘的厚度有關(guān)，這種結(jié)構(gòu)稱為超晶格。7、量子阱與超晶格的不同點(diǎn)a.跨越

4、勢(shì)壘空間的能級(jí)是連續(xù)的b.分立的能級(jí)展寬為微帶另一種形成量子阱和超晶格的方法是區(qū)域摻雜變化第二章1、空間電荷區(qū)的形成機(jī)制當(dāng)這兩塊半導(dǎo)體結(jié)合形成p-n結(jié)時(shí)，由于存在載流子濃度差，導(dǎo)致了空穴從p區(qū)到n區(qū)，電子從n區(qū)到p區(qū)的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。對(duì)于p區(qū)，空穴離開(kāi)后，留下了不可動(dòng)的帶負(fù)電的電離受主，這些電離受主，沒(méi)有正電荷與之保持電中性，所以在p-n結(jié)附近p區(qū)一側(cè)出現(xiàn)了一個(gè)負(fù)電荷區(qū)。同理，n區(qū)一側(cè)出現(xiàn)了由電離施主構(gòu)成的正電荷區(qū)，這些由電離受主和電離施主形成的區(qū)域叫空間電荷區(qū)。2、理想p-n結(jié)理想的電流-電壓特性所依據(jù)的4個(gè)假設(shè)：a.突變耗盡層近似b.玻爾茲曼統(tǒng)計(jì)近似成立c.注入的少數(shù)載流子濃度小于平衡

5、多數(shù)載流子濃度d.在耗盡層內(nèi)不存在產(chǎn)生-復(fù)合電流3、歐姆接觸歐姆接觸定義為其接觸電阻可以忽略的金屬-半導(dǎo)體接觸它不產(chǎn)生明顯的附近阻抗，而且不會(huì)使半導(dǎo)體內(nèi)部的平衡載流子——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------濃度發(fā)生顯著的改變，重?fù)诫s的p-n結(jié)可以產(chǎn)生顯著的隧道電流，金屬和半導(dǎo)體接觸時(shí)，如果半導(dǎo)體摻雜濃度很高，則勢(shì)壘區(qū)寬度變得很薄，電子也要通過(guò)隧道效應(yīng)貫穿勢(shì)壘產(chǎn)

6、生相當(dāng)大的隧道流，甚至超過(guò)熱電子發(fā)射電流而成為電流的主要成分。當(dāng)隧道電流占主導(dǎo)地位時(shí)，它的接觸電阻可以很小，可以用作歐姆接觸。制造歐姆接觸的技術(shù)：a.建立一個(gè)更重?fù)诫s的表面層4、整流接觸肖特基勢(shì)壘是指具有整流特性的金屬-半導(dǎo)體接觸面（形成阻擋層），如同二極管具有整流特性。肖特基勢(shì)壘相較于PN接面最大的區(qū)別在于具有較低的接面電壓，以及在金屬端具有相當(dāng)薄的耗盡層寬度。5、區(qū)別2、解釋MIS的C-V曲線圖高低頻的差異是因?yàn)樯贁?shù)載流子的積累a.低頻時(shí)，左側(cè)為空穴積累時(shí)的情形，有大的半導(dǎo)體微分電容，總電容接近于絕緣體電容；當(dāng)負(fù)電壓降為零時(shí)，為平帶狀態(tài)；進(jìn)一步提高正向電壓，耗盡區(qū)繼續(xù)擴(kuò)展，可將其

7、看作是與絕緣體串聯(lián)的、位于半導(dǎo)體表面附近的介質(zhì)層，這將導(dǎo)致總電容下降，電容在達(dá)到一個(gè)最小值后，隨電子反型層在表面處的形成再次上升，強(qiáng)反型時(shí)，電荷的增量不再位于耗盡層的邊界處，而是在半導(dǎo)體表面出現(xiàn)了反型層導(dǎo)致了大的電容。b.高頻時(shí)，強(qiáng)反型層在????≈2????處開(kāi)始，一旦強(qiáng)反型發(fā)生。耗盡層寬度達(dá)到最大，當(dāng)能帶彎曲足夠大，使得????=2????——————————————————————————————————————-------------------