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《半導體物理試題》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、一、名詞解釋1、施主雜質(zhì)：在半導體中電離時，能夠釋放電子而產(chǎn)生導電電子并形成正電中心的雜質(zhì)稱為施主雜質(zhì)。受主雜質(zhì)：在半導體中電離時，能夠釋放空穴而產(chǎn)生導電空穴并形成負電中心的雜質(zhì)稱為受主雜質(zhì)。2、本征半導體：完全不含缺陷且無晶格缺陷的純凈半導體稱為本征半導體。實際半導體不可能絕對地純凈，本征半導體一般是指導電主要由本征激發(fā)決定的純凈半導體。3、多子、少子（1）少子：指少數(shù)載流子，是相對于多子而言的。如在半導體材料中某種載流子占少數(shù)，在導電中起到次要作用，則稱它為少子。（2）多子：指多數(shù)載流子，是相對于少子而言的。如在半導體材料中某種載流子占多數(shù)，在導電中起到主要作用，則稱它為多子。4、歐姆
2、接觸指金屬與半導體的接觸，其接觸面的電阻遠小于半導體本身的電阻，實現(xiàn)的主要措施是在半導體表面層進行高參雜或引入大量的復合中心。5、（1）費米能級:費米能級是絕對零度時電子的最高能級。（2）受主能級:被受主雜質(zhì)所束縛的空穴的能量狀態(tài)稱為受主能級（3）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6、電子親和能：真空的自由電子能級與導帶底能級之間的能量差，也就是把導帶底的電子拿出到真空去而變成自由電子所需要的能量。7、深/淺能級（1）淺能級雜質(zhì)：在半導體中，能夠提供能量靠近導帶的電子束縛態(tài)或能量接近價帶的空穴束縛態(tài)的雜質(zhì)稱為淺能級雜質(zhì)。（2）深能級雜質(zhì)：在半導體中，能夠提供能量接近價帶的
3、電子束縛態(tài)或能量接近導帶的空穴束縛態(tài)的雜質(zhì)稱為深能級雜質(zhì)。8、肖特基勢壘金屬與半導體接觸時，若二者功函不同，載流子會在金屬與半導體之間流動，穩(wěn)定時系統(tǒng)費米能級統(tǒng)一，在半導體表面一層形成表面勢壘，是一個高阻區(qū)域，稱為阻擋層。電子必須跨越的界面處勢壘通常稱為肖特基勢壘。二、簡答題1.簡述PN結(jié)反向擊穿的原理（雪崩效應、齊納擊穿、熱電擊穿）答：（1）雪崩擊穿：半導體中，pn結(jié)反向電壓增大時，勢壘區(qū)中的電場很強，在勢壘區(qū)內(nèi)的電子和空穴由于受到強電場的漂移作用，具有很大的動能，它們與勢壘區(qū)內(nèi)的晶格原子發(fā)生碰撞時，能把價鍵上的電子和空穴碰撞出來，成為導電電子，同時產(chǎn)生一個空穴。新產(chǎn)生的載流子在電場作用
4、下碰撞出其他價電子產(chǎn)生新的自由電子和空穴對。如此連鎖反應，使得阻擋層中載流子數(shù)量急劇增加，流過PN結(jié)的電流急劇增加擊穿PN結(jié)。（2）齊納擊穿：當pn結(jié)加反向偏壓時，勢壘區(qū)能帶發(fā)生傾斜；反向偏壓越大，勢壘越高，勢壘區(qū)的內(nèi)建電場也越強，勢壘區(qū)能帶也越加傾斜，甚至可以使n區(qū)的導帶底比p區(qū)的價帶頂還低。內(nèi)建電場E使p區(qū)的價帶電子得到附加勢能qEx；當內(nèi)建電場E大到某值以后，價帶中的部分電子所得到的附加勢能qEx可以大于禁帶寬度Eg。如圖示，當AB點的水平禁帶寬度隨著偏壓的繼續(xù)增大而短到一定量度是時，p區(qū)價帶中的電子將以一定的概率通過隧道效應穿過禁帶而到達n區(qū)導帶中。并且，勢壘區(qū)的電場越強，水平禁帶
5、寬度越窄，隧穿概率越大。（3）熱電擊穿：當pn結(jié)施加反向電壓時，流過pn結(jié)的反向電流要引起損耗。反向電壓逐漸增大時，對應于一定的反向電流所損耗的功率也增大，這將產(chǎn)生大量熱量，進而導致結(jié)的溫度上升，反向飽和電流密度增大。如此反復循環(huán)下去，最后電流密度無限增大而發(fā)生擊穿。這種由于熱不穩(wěn)定性引起的擊穿，稱為熱點擊穿。對于禁帶寬度較小的半導體，由于反向飽和電流密度較大，在室溫下這種擊穿很重要。2.電子有效質(zhì)量的意義是什么？它與能帶有什么關系？答：有效質(zhì)量概括了晶體中電子的質(zhì)量以及內(nèi)部周期勢場對電子的作用，引入有效質(zhì)量后，晶體中電子的運動可用類似于自由電子運動來描述。有效質(zhì)量與電子所處的狀態(tài)有關，與
6、能帶結(jié)構(gòu)有關：（1）、有效質(zhì)量反比于能譜曲線的曲率：（2）、有效質(zhì)量是k的函數(shù)，在能帶底附近為正值，能帶頂附近為負值。（3）、具有方向性——沿晶體不同方向的有效質(zhì)量不同。只有當?shù)饶苊媸乔蛎鏁r，有效質(zhì)量各向同性。3.PN結(jié)電容的起源（擴散電容和勢壘電容）答：pn結(jié)的電容來源主要有勢壘電容和擴散電容：（1）勢壘電容：當pn結(jié)加正向電壓時，勢壘區(qū)的電場將隨正向偏壓的增加而減弱，勢壘區(qū)寬度變窄，空間電荷數(shù)量減少。因為空間電荷是由不可移動的雜質(zhì)離子組成的，所以空間電荷的減少是由于n區(qū)的電子和p區(qū)的空穴過來中和了勢壘區(qū)的一部分電離施主和電離受主。Pn結(jié)上外加電壓的變化而引起的電子和空穴在勢壘區(qū)的”存入
7、“和”取出“作用，導致勢壘區(qū)的空間電荷數(shù)量隨外加電壓而變化，這與一個電容器的充電盒放電作用相似。這就是pn結(jié)的勢壘電容。（2）外加電壓變化時，n區(qū)擴散區(qū)內(nèi)積累的非平衡空穴也增加，與它保持電中性的電子也相應增加。同樣，p區(qū)擴散區(qū)內(nèi)積累的非平衡電子和它保持電中性的空穴也要增加。這種由于擴散區(qū)的電荷量隨外加電壓的變化所產(chǎn)生的電容效應，稱為pn結(jié)的擴散電容。4.金屬-半導體接觸如何形成歐姆接觸？答：在不考慮表面態(tài)的時候，重摻雜的
