半导体物理总复习-电科.ppt.Convertor.doc

半导体物理总复习 半导体的晶格结构和结合性质半导体中电子状态和能带半导体中电子的运动和有效质量半导体中载流子的产生及导电机构半导体的能带结构一、半导体的晶格结构和结合性质1、金刚石型结构由共价键组成，金刚石、硅、锗都具有该种结构二、半导体中电子的状态与能带的形成2、闪锌矿型结构由混合键(共价键和离子键)组成 纤锌矿型结构由混合键(共价键和离子键)组成1、能级分裂：S能级：N个孤立的原子具有N个简并度，结合成晶体可分裂成N个能级P能级：N个孤立的原子具有3N个简并度，结合成晶体可分裂成3N个能级d能级：N个孤立的原子具有5N个简并度，结合成晶体可分裂成5N个能级2、能带结构由允带和禁带组成 S能级分裂成能带后，能带较窄；P、d能带较宽3、禁带出现在布理渊区边界，每一个布理渊区对应一个能带3、共价键的特点4、能带的宽窄由晶体的性质决定,与晶体中含的原子数目无关 每个能带中所含的能级数目与晶体中的原子数有关5、导体、半导体和绝缘体的能带结构及其导电粒子和机理三、半导体中电子的运动、有效质量1、导体底电子有效质量0，价带顶电子有效质量02、有效质量的特点： 决定于材料 与电子的运动方向有关 与能带的宽窄有关6、金刚石型结构价电子能带四、半导体中载流子的产生及导电机构1、半导体中的载流子为电子和空穴电子：带负电的导电载流子，是价电子脱离原子束缚后形成的准自由电子， 对应于导带中占据的电子空穴：带正电的导电载流子，是价电子脱离原子束缚后形成的电子空位， 对应于价带中的电子空位五、半导体的能带结构2、电子及空穴的能量特点硅、锗中的杂质能级化合物半导体中的杂质能级缺陷、位错能级一、硅、锗晶体中的杂质能级1、杂质的种类及其概念和特点2、施主杂质、受主杂质的概念及其判断方法3、施主杂质、受主杂质由中性态变成电离态的过程4、浅能级杂质与深能级杂质的判断5、杂质的补偿作用二、化合物半导体中的杂质能级三、半导体中的缺陷、位错能级1、两性杂质的双性行为1、点缺陷的种类热平衡与状态密度热平衡时非简并半导体载流子浓度的计算本征半导体载流子浓度的计算杂质半导体载流子浓度的计算简并半导体载流子浓度的计算一、热平衡与状态密度1、热平衡的概念二、费米能级与载流子分布1、电子费米分布的特点2、简并系统与非简并系统的概念、区别3、导带电子与价带空穴的浓度4、载流子浓度积及其意义三、本征半导体费米能级与载流子分布1、本征半导体电中性条件、载流子浓度及其影响因素四、杂质半导体的载流子浓度1、nD、nD+、pA、pA-2、杂质半导体随温度的变化情况(费米能级、电中性条件)3、杂质半导体费米能级与温度、杂质浓度之间的关系五、一般情况下的载流子分布1、一般半导体随温度的变化情况(电中性条件等)六、简并半导体1、简并半导体的特点载流子漂移运动和迁移率载流子的散射迁移率、电阻率与杂质浓度和温度的关系波尔兹曼方程、电导率的统计理论强电场效应、热载流子1、电子迁移率大于空穴迁移率一、载流子的漂移运动和迁移率二、载流子的散射1、载流子的主要散射机构及其特点三、电导率、迁移率与杂质浓度和温度的关系四、强电场效应1、迁移率与温度及杂质浓度间的关系2、电阻率与温度间的关系非平衡载流子的注入与复合非平衡载流子的寿命准费米能级复合理论陷阱效应载流子的漂移扩散、爱因斯坦关系式连续性方程一、非平衡载流子的注入与复合1、非平衡载流子的产生过程2、大注入与小注入的区别3、加外部作用到撤销外部作用，半导体的变化过程二、非平衡载流子的寿命三、准费米能级1、准费米能级的位置四、非平衡载流子的复合1、复合的种类及其定义2、直接复合的复合率与产生率的影响因素3、间接复合中，电子、空穴的俘获率与发射率的影响因素4、有效复合中心、浅能级不起复合中心作用5、俄歇复合的过程五、陷阱效应1、概念，电子陷阱、空穴陷阱六、载流子的扩散运动、爱因斯坦关系1、半导体在光照和电场作用下载流子的运动2、电流连续性方程的分析方法p-n结及其能带图 p-n结伏安特性p-n结电容 p-n结击穿p-n结隧道效应一、pn结及其能带1、pn结的形成2、平衡pn结3、pn结的能带图及其形成过程4、接触电势差的影响因素二、pn结的伏安特性1、正偏时pn结中载流子的运动过程2、正偏时pn结的电流密度3、反偏时pn结中载流子的运动过程4、反偏时pn结的电流密度5、理想pn结的电流电压特性6、考虑势垒区载流子的产生与复合时