半導(dǎo)體復(fù)習(xí)提綱(I)

1、第一章 半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)1半導(dǎo)體的三種結(jié)構(gòu)：金剛石型（硅和鍺）閃鋅礦型（-族化合物半導(dǎo)體材料以及部分-族化合物如GaAs, InP, AlAs ，纖礦型（-族二元化合物半導(dǎo)體ZnS、ZnSe、CdS、CdSe）.結(jié)晶學(xué)原胞是立方對稱的晶胞。2電子共有化運動：當(dāng)原子相互接近形成晶體時，不同原子的內(nèi)外各電子殼層出現(xiàn)交疊，電子可由一個原子轉(zhuǎn)移到相鄰的原子，因此，電子可以在整個晶體中運動，稱為電子的共有化運動。 由于內(nèi)外殼層交疊程度很不相同，所以，只有最外層電子的共有化運動才顯著。 4回旋共振就是當(dāng)半導(dǎo)體中的載流子在一定的恒定磁場和高頻電場同時作用下會發(fā)生抗磁共振的現(xiàn)象。該方法可直接測量出半導(dǎo)體中載

2、流子的有效質(zhì)量，并從而可求得能帶極值附近的能帶結(jié)構(gòu)。（母的） 要樣品純度更高，在低溫 。 5直接帶隙半導(dǎo)體材料：導(dǎo)帶最小值(導(dǎo)帶底)和滿帶最大值相應(yīng)于相同的波矢k0間接帶隙半導(dǎo)體材料：導(dǎo)帶最小值(導(dǎo)帶底)和滿帶最大值在k空間中不同位置 . 硅、鍺與砷化鎵的區(qū)別：硅鍺為間接帶隙半導(dǎo)體；砷化鎵是直接帶隙半導(dǎo)體。 6能帶結(jié)構(gòu)：固體的能帶結(jié)構(gòu)（又稱電子能帶結(jié)構(gòu)）描述了禁止或允許電子所帶有的能量，這是周期性晶格中的量子動力學(xué)電子波衍射引起的。第2章 半導(dǎo)體中雜質(zhì)和缺陷能級1、 雜質(zhì)類型：雜質(zhì)原子進(jìn)入半導(dǎo)體硅以后，只可能以兩種方式存在。一種方式是雜質(zhì)原子位于晶格原子間的間隙位置常稱為間隙式雜質(zhì)：另一種方式

3、是雜質(zhì)原子取代晶格原子位于晶格點處，常稱為替位式雜質(zhì)。2、 使電子掙脫束縛成為導(dǎo)電電子所需要的能量稱為雜質(zhì)電離能。 能釋放電子而產(chǎn)生導(dǎo)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)：能接受電子而產(chǎn)生導(dǎo)電空穴并形成負(fù)電中心的雜質(zhì)。把被受主雜質(zhì)所束縛的空穴的能量狀態(tài)稱為受主能級；and施主能級3 N,P型半導(dǎo)體，施主雜質(zhì)失去電子，受主雜質(zhì)得到電子。5施主電子剛好夠填充受主能級，雖然雜質(zhì)很多，但不能向?qū)Ш蛢r帶提供電子和空穴,這種現(xiàn)象稱為雜質(zhì)的高度補償. （控制不當(dāng)） 誤認(rèn)高純半導(dǎo)體。 a、當(dāng)ND遠(yuǎn)大于NA時 n型半導(dǎo)體：自由電子濃度遠(yuǎn)大于空穴濃度的雜質(zhì)半導(dǎo)體。 n電子濃度。b、當(dāng)NA遠(yuǎn)大于ND

4、時 p型。. p空穴濃度熱/點缺陷的數(shù)目隨溫度升高而增熱第三章 半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計分布1狀態(tài)密度 ：在能量E附近每單位能量間隔內(nèi)的量子態(tài)數(shù)。 費米能級EF由溫度及施主雜質(zhì)濃度所決定。 2費米能級的物理意義：費米能級標(biāo)志了電子填充能級的水平.3記憶費米分布函數(shù)？【計算題？】，玻爾茲曼分布函數(shù)，前者重點 在熱力學(xué)溫度零度時，費米能級EF可看成量子態(tài)是否被電子占據(jù)的一個界限。 系統(tǒng)熱力學(xué)溫度> 0時，如量子態(tài)的能量比費米能級低，則該量子態(tài)被電子占據(jù)的概率>50%；量子態(tài)的能量比費米能級高，則該量子態(tài)被電子占據(jù)的概率<50%。量子態(tài)的能量等于費米能級時，則該量子態(tài)被電子占據(jù)的概率是

5、50%4服從玻耳茲曼統(tǒng)計律的電子系統(tǒng)-非簡并性系統(tǒng)；服從費米統(tǒng)計律的電子系統(tǒng)-簡并性系統(tǒng)。7. N型半導(dǎo)體的載流子濃度：低溫弱電離區(qū)（中間電離區(qū) 強電離區(qū) 過渡區(qū) 高溫本征激發(fā)區(qū)） 溫度很低，大部分施主雜質(zhì)能級仍為電子占據(jù)，極少量施主雜質(zhì)電離，極少量電子進(jìn)入了導(dǎo)帶，稱之為弱電離。 導(dǎo)帶中的電子全部由電離施主雜質(zhì)所提供。顯然低溫弱電離區(qū)費米能級與溫度、雜質(zhì)濃度以及摻入何種雜質(zhì)原子有關(guān)。8決定雜質(zhì)全電離的因素：1）雜質(zhì)電離能2）雜質(zhì)濃度3）溫度9高溫本征激發(fā)區(qū)繼續(xù)升高溫度，本征激發(fā)占主導(dǎo)，1）雜質(zhì)全部電離2）本征激發(fā)產(chǎn)生的本征載流子數(shù)遠(yuǎn)多于雜質(zhì)電離產(chǎn)生的載流子數(shù)，n0ND，p0ND這時電中性條件是

6、n0= p0 ，與未摻雜的本征半導(dǎo)體情形一樣，因此稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體進(jìn)入本征激發(fā)區(qū)。10禁帶寬度越寬、雜質(zhì)濃度越高，達(dá)到本征激發(fā)起主要作用的溫度也越高。 第四章 半導(dǎo)體的導(dǎo)電性1電子遷移率：表示單位場強下電子的平均漂移速度，單位m2/V.s遷移率和單位載流子的電荷量、載流子的平均自由時間和載流子有效質(zhì)量有關(guān)。 2影響遷移率的相關(guān)因素 ：遷移率主要受材料內(nèi)部的散射因素影響。 3解釋壽命 4散射幾率：單位時間內(nèi)一個載流子被散射的次數(shù)。5在外力和散射的影響下，使載流子以一定的平均速度沿力的方向漂移，這個平均速度是恒定的平均漂移速度。 6半導(dǎo)體中載流子在運動過程中被散射原因？周期性勢場的被破壞！引入附加勢

7、場導(dǎo)致電子運動過程中狀態(tài)不斷發(fā)生改變。7平均自由時間和散射概率是描述散射過程兩重要參量。8電阻率決定于載流子濃度和遷移率，與雜質(zhì)濃度和溫度有關(guān)。9載流子在電場力的作用下加速理論上應(yīng)該無限加速，電流密度無限增大，實際上保持不變，引入散射.10主要散射機制 電離雜質(zhì)的散射（Ni越大，載流子遭受散射的機會越多T，載流子熱運動的平均速度越大，不易散射）晶格振動的散射 （定，晶格中原子都各自在其平衡位置附近作微振動。波的疊加原理） 第5章 非平衡載流子2統(tǒng)一的費米能級是熱平衡狀態(tài)的標(biāo)志。 3非平衡載流子的平均生存時間稱為非平衡載流子的壽命。 壽命意義：壽命標(biāo)志著非平衡載流子濃度減小到原值1/e所經(jīng)歷的時

8、間。 壽命不同，非平衡載流子衰減的快慢不同。 與半導(dǎo)體材料、材料制備工藝等因素有關(guān). 摻金 、輻照壽命值的大小在很大程度上反映了晶格的完整性。它是衡量材料質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。硅中摻金后壽命為什么會明顯降低？?4 n和p就是非平衡載流子濃度。非平衡電子稱非平衡多子，空穴為非平衡少子（p型相反）。光照半導(dǎo)體產(chǎn)生非平衡載流子，稱非平衡載流子的光注入。光注入時n=p n、p多子濃度 -小注入。主要是非平衡少子起重要作用，說非平衡載流子都是指非平衡少數(shù)載流子。5許多半導(dǎo)體器件，如晶體管、光電器件（太陽能電池）等，都是利用非平衡載流子效應(yīng)制成的。6產(chǎn)生過剩載流子的辦法：光注入 電注入 熱激發(fā) 高能粒子輻照

9、7準(zhǔn)費米能級：分別就價帶和導(dǎo)帶中的電子講，它們各自基本上處于平衡態(tài)，而導(dǎo)帶和價帶之間處于不平衡狀態(tài)。因而費米能級和統(tǒng)計分布函數(shù)對價帶和導(dǎo)帶各自仍然是適用的，可以分別引入導(dǎo)帶費米能級和價帶費米能級，它們都是局部的費米能級，稱為“準(zhǔn)費米能級”. 為了方便討論非平衡載流子的統(tǒng)計分布以及載流子濃度的能級而引入的。 費米能級代表電子的填充情況。8復(fù)合理論：非平衡載流子的復(fù)合。系統(tǒng)由非平衡態(tài)到平衡態(tài)。 A.直接復(fù)合：由電子在導(dǎo)帶與價帶間直接躍遷而引起非平衡載流子的復(fù)合過程。 B.間接復(fù)合：是指非平衡載流子通過(禁帶的能級)復(fù)合中心進(jìn)行的復(fù)合。 半導(dǎo)體中的雜質(zhì)和缺陷有促進(jìn)復(fù)合的作用，稱促進(jìn)復(fù)合的雜質(zhì)和缺陷為

10、復(fù)合中心復(fù)合中心在禁帶中引入能級復(fù)合中心對少數(shù)載流子的俘獲決定著壽命，因復(fù)合中心總是基本上被多數(shù)載流子所填滿。位于禁帶中央附近的深能級是最有效的復(fù)合中心。為什么深能級才能起有效的復(fù)合中心作用？?C.表面復(fù)合：是指在半導(dǎo)體表面發(fā)生的復(fù)合過程。屬于間接復(fù)合D.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)合時，把多余的能量傳給另一個載流子，使這個載流子被激發(fā)到能量更高的能級上去，當(dāng)它重新躍遷回低能級時，多余的能量常以聲子形式放出，這種復(fù)合稱為俄歇復(fù)合。是一種非輻射復(fù)合9載流子復(fù)合時，要釋放出多余的能量。放出能量的方法有三種：發(fā)射光子。伴隨著復(fù)合，將有發(fā)光現(xiàn)象，常稱為發(fā)光復(fù)合或輻射復(fù)合；發(fā)射聲

11、子。載流子半多余的能量傳給晶格，加強晶格的振動；將能量給予其他載流子，增加它們的動能。稱為俄歇（Auger）復(fù)合。 10 雜質(zhì)能級的積累非平衡載流子的作用稱為陷阱效應(yīng)，把有顯著陷阱效應(yīng)的雜質(zhì)能級稱為陷阱，相應(yīng)的雜質(zhì)和缺陷稱為陷阱中心。陷阱的作用：增加少數(shù)載流子壽命11 復(fù)合中心和陷阱中心的區(qū)別？ 1）對于有效復(fù)合中心, rnrp 電子陷阱： rnrp ；空穴陷阱： rprn2）復(fù)合中心和電子陷阱中電子的運動途徑不同。復(fù)合中心的電子直接落入價帶與空穴復(fù)合；電子陷阱中的電子要和空穴復(fù)合，它必須重新激發(fā)到導(dǎo)帶，再通過有效復(fù)合中心完成和空穴的復(fù)合。3）位于禁帶中央附近的深能級是最有效的復(fù)合中心對于電子

12、陷阱：EF以上的能級，越接近EF，陷阱效應(yīng)越顯著 12 擴散運動是由于粒子濃度不均勻引起的擴散：由于濃度不均勻而導(dǎo)致載流子（電子或空穴）從高濃度處向低濃度處擴散的過程。13由于表面不斷有注入，半導(dǎo)體內(nèi)部各點的空穴濃度也不隨時間改變，形成穩(wěn)定的分布，稱為穩(wěn)定擴散。14 Lp標(biāo)志非平衡載流子深入樣品的平均距離，稱為擴散長度。擴散長度由擴散系數(shù)和材料的壽命所決定。材料的擴散系數(shù)有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，擴散長度測量是測量壽命方法之一。 15遷移率是反映載流子在電場作用下運動難易程度物理量，而擴散系數(shù)反映存在濃度梯度時載流子運動難易程度。愛因斯坦從理論上找到了擴散系數(shù)和遷移率之間的定量關(guān)系。愛因斯坦關(guān)系式將擴散和漂

13、移兩個過程整合 16擴散、漂移電流區(qū)別：擴散非平衡載流子濃度梯度有關(guān) 漂移總的載流子有關(guān) 17漂移和擴散運動同時存在時少子所遵守的運動方程，稱為連續(xù)性方程式。第6章 PN結(jié)1空間電荷區(qū)：通常把在pn結(jié)附近的電離施主和電離受主所帶電荷稱為空間電荷，它們所存在的區(qū)域稱為空間電荷區(qū)，空間電荷區(qū)又叫勢壘區(qū)。2引起pn結(jié)電流電壓特性偏離理想方程的原因：1、表面效應(yīng)2、勢壘區(qū)中的產(chǎn)生及復(fù)合3、大注入條件4、串聯(lián)電阻效應(yīng)3獲取PN結(jié)方法：合金法，擴散法，注入法4內(nèi)建電場的作用，載流子作漂移運動。電子和空穴的漂移運動方向與相應(yīng)擴散運動方向相反。5 qVD稱pn結(jié)勢壘高度計算：P161.？6 理想p-n結(jié): 小

14、注入條件 突變結(jié),耗盡層近似可認(rèn)為外加電壓全降落于耗盡層 +Þ在擴散區(qū),少子電流只需考慮擴散 忽略耗盡層中的產(chǎn)生,復(fù)合 通過耗盡層時,可認(rèn)為電子電流和空穴電流均保持不變 玻耳茲曼邊界條件 7 理想p-n結(jié)的電流電壓方程計算！9電容效應(yīng)的應(yīng)用？！ 10 Pn結(jié)擊穿：對pn結(jié)施加反向偏壓增大到某一數(shù)值VBR時，反向電流密度突然開始迅速增大的現(xiàn)象稱為pn結(jié)擊穿。（雪崩擊穿、隧道擊穿、熱電擊穿） p-n結(jié)擊穿的基本原因: 載流子數(shù)目的突然增加.11電容擊穿原理 ？12擊穿機理: 雪崩擊穿強電場下的碰撞電離, 使載流子倍增 隧道擊穿大反向偏壓下, 隧道貫穿使反向電流急劇增加 熱電擊穿不斷上升的

15、結(jié)溫, 使反向飽和電流持續(xù)地迅速增大分別怎么計算？13為什么勢壘區(qū)很薄得不到雪崩擊穿？載流子動能的增加需要一個加速過程 如果勢壘區(qū)很薄 即使電場很強 載流子在勢壘區(qū)中加速達(dá)不到產(chǎn)生雪崩倍增效應(yīng)所必須的動能 就不能產(chǎn)生雪崩擊穿。14Pn結(jié)隧道效應(yīng)：對于兩邊都是重?fù)诫s的pn結(jié)，隨著電壓的增大電流反而減小的現(xiàn)象稱為負(fù)阻，這一段電流電壓特性曲線的斜率為負(fù)的，這一特性為負(fù)阻特性。反向時，反向電流隨反向偏壓增大而迅速增加，由重?fù)诫s的p區(qū)和重?fù)诫s的n區(qū)形成的pn結(jié)稱為隧道結(jié)。15隧道效應(yīng)能量低于勢壘的粒子有一定的幾率穿越勢壘. 這是一種量子力學(xué)效應(yīng). 隧穿幾率與勢壘的高度有關(guān), 與勢壘的厚度有關(guān). 隧道二極

16、管利用量子隧穿現(xiàn)象的器件效應(yīng) 第七章 金屬和半導(dǎo)體接觸1功函數(shù)：E0表示真空中靜止電子的能量，金屬功函數(shù)的定義是E0與EF能量差。 Wm=E0-EFm 表示一個起始能量等于費米能級的電子，由金屬內(nèi)部逸出到真空中所需要的最小能量。半導(dǎo)體功函數(shù)是E0與費米能級EF之差 Ws=E0-EFs2電子親合能表示要使半導(dǎo)體導(dǎo)帶底電子逸出體外所需要的最小能量 3 在勢壘區(qū)中，空間電荷主要由電離施主形成，電子濃度要比體內(nèi)小得多，因此它是一個高阻的區(qū)域，常稱為阻擋層。在空間電荷區(qū)中，電子濃度要比體內(nèi)大得多，因此它是一個高電導(dǎo)的區(qū)域，稱為反阻擋層 反阻擋層薄, 高電導(dǎo), 對接觸電阻影響小 阻擋層具有整流作用 電子的

17、阻擋層就是空穴的積累層。4厚度依賴于外加電壓的勢壘，叫肖特基勢壘5擴散理論適用于遷移率小的半導(dǎo)體。 熱電子發(fā)射理論得到的伏安特性與擴散理論的一致6. 四種接觸方式？ 7.費米能級釘扎效應(yīng)：在半導(dǎo)體表面，費米能級的位置由表面態(tài)決定，而與半導(dǎo)體摻雜濃度無關(guān)的現(xiàn)象。8.接觸整流理論 整流接觸肖特基勢壘 非整流接觸歐姆接觸9.肖特基勢壘二極管 ：利用金屬半導(dǎo)體整流接觸特性制成的二極管。正向?qū)〞r，從半導(dǎo)體中越過界面進(jìn)入金屬的電子并不發(fā)生積累，而是直接形成漂移電流而流走。因此，肖特基勢壘二極管比pn結(jié)二極管有更好的高頻特性。 10跟普通二極管的相同與不同，實際應(yīng)用？都有單向?qū)щ娦?。肖特基勢壘二極管比pn

18、結(jié)二極管有更好的高頻特性；有較低的正向?qū)妷海话銥?.3V左右。 第八章 半導(dǎo)體表面與MIS結(jié)構(gòu)1達(dá)姆表面能級：晶體自由表面的存在使其周期場在表面處發(fā)生中斷，同樣也應(yīng)引起附加能級，這種能級稱為達(dá)姆表面能級。2理想表面：是指表面層中原子排列的對稱性與體內(nèi)原子完全相同，且表面上不附著任何原子或分子的半無限晶體表面。這種理想表面是不存在的3、 快界面態(tài)：是指存在于硅二氧化硅界面處而能級位于硅禁帶中的一些分立或連續(xù)的電子能態(tài)。退火可以有效降低界面態(tài)密度。 3.表面電場效應(yīng) 在外加電場作用下，在半導(dǎo)體的表面層內(nèi)發(fā)生的物理現(xiàn)象，主要載流子的輸運性質(zhì)的改變?？蓺w納為多子積累，耗盡，反型，深耗盡四種情況

19、4.能帶圖 5.MIS結(jié)構(gòu)電容特性 C-V曲線 存在一些因素影響著MIS的C-V特性，如：金屬和半導(dǎo)體之間的功函數(shù)的差、絕緣層中的電荷等。理想MIS結(jié)構(gòu)C-V特性小結(jié)：（1）半導(dǎo)體材料及絕緣層材料一定時，C-V特性將隨絕緣層厚度do及半導(dǎo)體雜質(zhì)濃度NA而變化；（2）C-V特性與頻率有關(guān)，尤其是反型層時的C-V曲線的形狀。6.界面態(tài)密度 111 110 100晶面的比較 ？ 第9章 半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu) 考概念4、 Pn結(jié)是由導(dǎo)電類型相反的同一種半導(dǎo)體單晶材料組成的，通常稱為同質(zhì)結(jié)。而由兩種不同的半導(dǎo)體單晶材料組成的結(jié)，則稱為異質(zhì)結(jié)。5、 反型異質(zhì)結(jié)：導(dǎo)電類型相反的兩種不同的半導(dǎo)體單晶材料所形成的異質(zhì)

20、結(jié)。6、 同型異質(zhì)結(jié)：導(dǎo)電類型相同的兩種不同的半導(dǎo)體單晶材料所形成的異質(zhì)結(jié)。7、 異質(zhì)結(jié)也可以分為突變型異質(zhì)結(jié)和緩變型異質(zhì)結(jié)。8、 異質(zhì)pn結(jié)的超注入現(xiàn)象：是指在異質(zhì)pn結(jié)中由寬禁帶半導(dǎo)體注入到窄禁帶半導(dǎo)體中的少數(shù)載流子濃度可超過寬禁帶半導(dǎo)體中的多數(shù)載流子濃度。9、 激子：半導(dǎo)體中電子和空穴因庫侖力相互作用可形成束縛的電子空穴對，稱為激子。10、 超晶格：半導(dǎo)體超晶格是指由交替生長兩種半導(dǎo)體材料薄層組成的一維周期性結(jié)構(gòu)，而其薄層厚度的周期小于電子的平均自由程的人造材料。11 調(diào)制摻雜：在形成異質(zhì)結(jié)是一邊摻雜一邊不摻雜的摻雜方式。調(diào)制摻雜異質(zhì)結(jié)就是在一邊摻雜、另一邊不摻雜的異質(zhì)結(jié) 單量子阱和雙量

21、子阱區(qū)別？ 5勢壘厚度 聲子，光子 第10章 半導(dǎo)體的光學(xué)性質(zhì)和光電與發(fā)光現(xiàn)象11、 本征吸收：由于電子由帶與帶之間的躍遷所形成的吸收過程稱為本征吸收。12、 導(dǎo)帶極小值和價帶極大值對應(yīng)于相同的波矢k，常稱為直接帶隙半導(dǎo)體。否則稱為間接帶隙半導(dǎo)體。13、 激子吸收：光子能量不足以使價帶電子受激進(jìn)入導(dǎo)帶成為自由電子，而仍然受到空穴的庫倫場作用，形成新的系統(tǒng)激子，這樣的光吸收稱為激子吸收14、 自由載流子吸收：光子能量不足以使電子處帶與帶之間躍遷或形成激子時，仍然存在著吸收，自由載流子在同一帶內(nèi)的躍遷所引起的吸收稱為自由載流子吸收。15、 雜質(zhì)吸收：束縛在雜質(zhì)能級上的電子或空穴也可以引起光的吸收。

22、電子可以吸收光子躍遷到導(dǎo)帶能級，空穴也可以吸收光子而躍遷到價帶，這種光吸收稱為雜質(zhì)吸收。16、 晶格振動吸收：光子的動能直接轉(zhuǎn)換為晶格振動動能的吸收17、 光電導(dǎo)：由光照引起半導(dǎo)體電導(dǎo)率增加的現(xiàn)象稱為光電導(dǎo)。本征吸收引起的光電導(dǎo)稱為本征光電導(dǎo)。18、 定態(tài)光電導(dǎo)是指在恒定光照下產(chǎn)生的光電導(dǎo)。19、 光電導(dǎo)靈敏度一般定義為單位光照度所引起的光電導(dǎo)。少數(shù)載流子陷阱有增加定態(tài)光電導(dǎo)靈敏度的作用。20、 本征躍遷：導(dǎo)帶電子躍遷到價帶，與價帶空穴相復(fù)合，伴隨著發(fā)射光子，稱為本征躍遷21、 非本征躍遷：電子從導(dǎo)帶躍遷到雜質(zhì)能級，或雜質(zhì)能級上的電子躍遷到價帶，或電子在雜質(zhì)能級之間的躍遷，都可以引起發(fā)光，這種

23、躍遷稱為非本征躍遷22、 激光的發(fā)射要滿足的3個條件：1、形成分布反轉(zhuǎn)，使受激輻射占優(yōu)勢；2、具有共振腔，以實現(xiàn)光量子放大；3、至少達(dá)到閾值電流密度，使增益至少等于損耗。23、 SW效應(yīng)：aSi：H樣品在長時間的光照后其光電導(dǎo)和暗電導(dǎo)都顯著減小，將光照后的樣品置于150oC下退火30分鐘，再冷卻到室溫，樣品又恢復(fù)到原來狀態(tài)，這一現(xiàn)象稱為SW效應(yīng)。第2章 ：7. 銻化銦的禁帶寬度Eg=0.18eV，相對介電常數(shù)er=17，電子的有效質(zhì)量 =0.015m0, m0為電子的慣性質(zhì)量，求施主雜質(zhì)的電離能，施主的弱束縛電子基態(tài)軌道半徑。8. 磷化鎵的禁帶寬度Eg=2.26eV，相對介電常數(shù)er=11.1

24、，空穴的有效質(zhì)量m*p=0.86m0,m0為電子的慣性質(zhì)量，求受主雜質(zhì)電離能；受主束縛的空穴的基態(tài)軌道半徑。第3章 ：5. 利用表3-2中的m*n，m*p數(shù)值，計算硅、鍺、砷化鎵在室溫下的NC , NV以及本征載流子的濃度。11. 若鍺中施主雜質(zhì)電離能DED=0.01eV，施主雜質(zhì)濃度分別為ND=1014cm-3j及1017cm-3。計算99%電離；90%電離；50%電離時溫度各為多少？18. 摻磷的n型硅，已知磷的電離能為.eV，求室溫下雜質(zhì)一半電離時費米能級的位置和濃度。第4章 ：2. 試計算本征Si在室溫時的電導(dǎo)率，設(shè)電子和空穴遷移率分別為1350cm2/( V.S)和500cm2/(

25、V.S)。當(dāng)摻入百萬分之一的As后，設(shè)雜質(zhì)全部電離，試計算其電導(dǎo)率。比本征Si的電導(dǎo)率增大了多少倍？解：300K時，查表3-2或圖3-7可知，室溫下Si的本征載流子濃度約為。本征情況下，金鋼石結(jié)構(gòu)一個原胞內(nèi)的等效原子個數(shù)為個，查看附錄B知Si的晶格常數(shù)為0.543102nm，則其原子密度為。摻入百萬分之一的As,雜質(zhì)的濃度為，雜質(zhì)全部電離后，這種情況下，查圖4-14（a）可知其多子的遷移率為800 cm2/( V.S)比本征情況下增大了倍3. 電阻率為10W.m的p型Si樣品，試計算室溫時多數(shù)載流子和少數(shù)載流子濃度。解：查表4-15(b)可知，室溫下，10W.m的p型Si樣品的摻雜濃度NA約為

26、,查表3-2或圖3-7可知，室溫下Si的本征載流子濃度約為,16. 分別計算摻有下列雜質(zhì)的Si，在室溫時的載流子濃度、遷移率和電阻率： 硼原子3´1015cm-3; 硼原子1.3´1016cm-3+磷原子1.0´1016cm-3 磷原子1.3´1016cm-3+硼原子1.0´1016cm 磷原子3´1015cm-3+鎵原子1´1017cm-3+砷原子1´1017cm-3。解：室溫下，Si的本征載流子濃度，硅的雜質(zhì)濃度在1015-1017cm-3范圍內(nèi)，室溫下全部電離，屬強電離區(qū)。硼原子3´1015cm-3 查圖4-14（a）知，硼原子1.3´1016cm-3+磷原子1.0´1016cm-3 ,，查圖4-