半導(dǎo)體知識(shí)點(diǎn)

1.施主雜質(zhì)：能夠釋放電子而產(chǎn)生導(dǎo)電電子并形成正電中心的雜質(zhì)。2.受主雜質(zhì)：能夠接受電子而產(chǎn)生導(dǎo)電空穴，并形成負(fù)電中心的雜質(zhì)。3.受主能級(jí)：通過(guò)受主摻雜在半導(dǎo)體禁帶中形成缺陷能級(jí)。正常情況下，此能級(jí)被空穴占據(jù)，這個(gè)被受主雜質(zhì)束縛的空穴的能量狀態(tài)稱(chēng)為受主能級(jí)。4.施主能級(jí)：

通過(guò)施主摻雜在半導(dǎo)體禁帶中形成缺陷能級(jí)，被施主雜質(zhì)束縛電子能量狀態(tài)稱(chēng)為施主能級(jí)。5.空穴：在電子掙脫價(jià)鍵的束縛成為自由電子，其價(jià)鍵中所留下來(lái)的空位。6.間接復(fù)合：導(dǎo)帶中的電子通過(guò)禁帶的復(fù)合中心能級(jí)與價(jià)帶中的空穴復(fù)合，這樣的復(fù)合過(guò)程稱(chēng)為間接復(fù)合。7.直接復(fù)合：導(dǎo)帶中的電子越過(guò)禁帶直接躍遷到價(jià)帶，與價(jià)帶中的空穴復(fù)合，這樣的復(fù)合過(guò)程稱(chēng)為直接復(fù)合。8.非平衡載流子：處于非平衡狀態(tài)的半導(dǎo)體，其載流子濃度也不再是平衡載流子濃度，比它們多出一部分。比平衡狀態(tài)多出來(lái)的這部分載流子稱(chēng)為非平衡載流子。9.直接帶隙半導(dǎo)體：導(dǎo)帶邊和價(jià)帶邊處于k空間相同點(diǎn)的半導(dǎo)體通常被稱(chēng)為直接帶隙半導(dǎo)體。電子要躍遷的導(dǎo)帶上產(chǎn)生導(dǎo)電的電子和空穴（形成半滿(mǎn)能帶）只需要吸收能量。例子有GaAs，InP,InSb。10.間接帶隙半導(dǎo)體：導(dǎo)帶邊和價(jià)帶邊處于k空間不同點(diǎn)的半導(dǎo)體通常被稱(chēng)為間接帶隙半導(dǎo)體。形成半滿(mǎn)能帶不只需要吸收能量，還要該變動(dòng)量。例子有Ge，Si。11.本征半導(dǎo)體：沒(méi)有雜質(zhì)和缺陷的半導(dǎo)體叫做本征半導(dǎo)體。12.雜質(zhì)半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體中摻入某些微量元素作為雜質(zhì)，可使半導(dǎo)體的導(dǎo)電性發(fā)生顯著變化。摻入的雜質(zhì)主要是三價(jià)或五價(jià)元素。摻入雜質(zhì)的本征半導(dǎo)體稱(chēng)為雜質(zhì)半導(dǎo)體。13.遷移率：?jiǎn)挝粓?chǎng)強(qiáng)下電子的平均漂移速度。14.擴(kuò)散長(zhǎng)度：非平衡載流子深入樣品的平均距離。由擴(kuò)散系數(shù)和材料壽命決定。15.復(fù)合中心：促進(jìn)復(fù)合過(guò)程的雜質(zhì)和缺陷稱(chēng)為復(fù)合中心。16.狀態(tài)密度：?jiǎn)挝荒芰块g隔內(nèi)的量子態(tài)數(shù)目稱(chēng)為狀態(tài)密度。

17.小注入：過(guò)剩載流子的濃度遠(yuǎn)小于熱平衡多子濃度的情況18.過(guò)剩空穴：價(jià)帶中超出熱平衡狀態(tài)濃度的空穴濃度△p=p-p。簡(jiǎn)答題實(shí)際半導(dǎo)體與理想半導(dǎo)體間的主要區(qū)別是什么？答：(1)

實(shí)際半導(dǎo)體中原子并不是靜止在具有嚴(yán)格周期性的晶格的格點(diǎn)位置上，而是在其平衡位置附近振動(dòng)；

(2)

實(shí)際半導(dǎo)體材料并不是純凈的，而是含有若干雜質(zhì)，即在半導(dǎo)體晶格中存在著與組成半導(dǎo)體材料的元素不同的其他化學(xué)元素的原子；

(3)

實(shí)際半導(dǎo)體晶格結(jié)構(gòu)并不是完整無(wú)缺的，而存在著各種形式的缺陷，如點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷等。以Ga摻入Ge中為例說(shuō)明什么是受主雜質(zhì)，受主雜質(zhì)電離過(guò)程和p型半導(dǎo)體。Ga有3個(gè)價(jià)電子，它與周?chē)乃膫€(gè)Ge原子形成共價(jià)鍵，還缺少一個(gè)電子，于是在Ge晶體的共價(jià)鍵中產(chǎn)生了一個(gè)空穴，而Ga原子接受一個(gè)電子后所在處形成一個(gè)負(fù)離子中心。所以，一個(gè)Ga原子取代一個(gè)Ge原子，其效果是形成一個(gè)負(fù)電中心和一個(gè)空穴，空穴束縛在Ga原子附近，但這種束縛很弱，很小的能量就可使空穴擺脫束縛，成為在晶格中自由運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)電空穴，而Ga原子形成一個(gè)不能移動(dòng)的負(fù)電中心。這個(gè)過(guò)程叫做受主雜質(zhì)的電離過(guò)程，能夠接受電子而在價(jià)帶中產(chǎn)生空穴，并形成負(fù)電中心的雜質(zhì)，稱(chēng)為受主雜質(zhì)，摻有受主型雜質(zhì)的半導(dǎo)體叫P型半導(dǎo)體。簡(jiǎn)述空穴的概念和性質(zhì)。概念：指共價(jià)鍵中的一些價(jià)電子由于熱運(yùn)動(dòng)獲得一些能量，從而擺脫共價(jià)鍵的約束成為自由電子，同時(shí)在共價(jià)鍵上留下空位，我們稱(chēng)這些空位為空穴。性質(zhì)：帶正電，有效質(zhì)量為正值。試寫(xiě)出費(fèi)米狄拉克分布函數(shù)并說(shuō)明其物理意義及特點(diǎn)。試說(shuō)明淺能級(jí)雜質(zhì)和深能級(jí)雜質(zhì)的物理意義及特點(diǎn)。舉例說(shuō)明雜質(zhì)的補(bǔ)償作用簡(jiǎn)述遷移率的物理意義，單位及主要的影響因素。何謂載流子的產(chǎn)生，復(fù)合和復(fù)合率。載流子的產(chǎn)生就是電子和空穴（載流子）被創(chuàng)建的過(guò)程；而載流子的復(fù)合就是電子和空穴（載流子）消失的過(guò)程。產(chǎn)生和復(fù)合會(huì)改變載流子的濃度，從而間接地影響電流，電子和空穴發(fā)生復(fù)合的概率。。簡(jiǎn)述間接復(fù)合的四個(gè)微觀過(guò)程什么是載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)？寫(xiě)出電子和空穴電流密度方程。試寫(xiě)出一維情況下，描寫(xiě)非平衡態(tài)半導(dǎo)體中載流子（空穴）運(yùn)動(dòng)規(guī)律和連續(xù)方程式，并說(shuō)明等式兩邊各個(gè)單項(xiàng)所代表的物理含義