半导体物理 复习提纲

1、第第1 1章章 半导体中的电子状态半导体中的电子状态 n1 1 周期势中的电子状态、能带周期势中的电子状态、能带 电子共有化运动、能带、确定电子运动的薛电子共有化运动、能带、确定电子运动的薛 定谔方程、布洛赫函数、布里渊区定谔方程、布洛赫函数、布里渊区 n2 2 半导体中电子的运动、有效质量半导体中电子的运动、有效质量 几个关系式（能量、速度、动量），有效质几个关系式（能量、速度、动量），有效质 量（概念、意义），能带论解释绝缘体、半量（概念、意义），能带论解释绝缘体、半 导体和金属的导电机理导体和金属的导电机理 n3 3 空穴（概念、特点、意义）空穴（概念、特点、意义） n4 4 回旋共振回

2、旋共振 k k空间等能面、实验原理及条件、等能面空间等能面、实验原理及条件、等能面 的形状与有效质量的关系的形状与有效质量的关系 n5 5 半导体能带结构半导体能带结构 硅的导带和价带结构硅的导带和价带结构 第第2 2章半导体中杂质和缺陷能级章半导体中杂质和缺陷能级 n1 1 硅锗中的杂质能级硅锗中的杂质能级 间隙式杂质、替位式杂质间隙式杂质、替位式杂质 施主杂质（正电中心、施主电离、中性态施主杂质（正电中心、施主电离、中性态 或束缚态、施主电离能、施主能级、或束缚态、施主电离能、施主能级、 n n型型 半导体）、受主杂质（负电中心、受主电半导体）、受主杂质（负电中心、受主电 离、受主电离能、

3、受主能级、离、受主电离能、受主能级、 p p型半导体）型半导体） 浅能级、浅能级杂质浅能级、浅能级杂质 杂质补偿、高度补偿杂质补偿、高度补偿 n2 2 深能级杂质深能级杂质 概念、形成、特点概念、形成、特点 n3 3 化合物半导体中的杂质能级化合物半导体中的杂质能级 等电子杂质、等电子陷阱等电子杂质、等电子陷阱 n4 4 半导体中的缺陷能级半导体中的缺陷能级 点缺陷特点及影响点缺陷特点及影响 第第3 3章章 半导体中载流子的统计分布半导体中载流子的统计分布 n1 1 状态密度状态密度 概念、导带底和价带顶状态密度表达式（概念、导带底和价带顶状态密度表达式（k=0k=0， 等能面为球面）等能面为

4、球面） n2 2 费米能级费米能级 费米分布函数、费米能级定义和物理意费米分布函数、费米能级定义和物理意 义、波尔兹曼分布函数义、波尔兹曼分布函数 n3 3载流子的统计分布载流子的统计分布 简并半导体和非简并半导体、导带电子浓简并半导体和非简并半导体、导带电子浓 度、价带空穴浓度、载流子浓度的乘积度、价带空穴浓度、载流子浓度的乘积 n4 4 本征半导体的载流子浓度本征半导体的载流子浓度 电中性条件、本征费米能级、本征载流子浓度电中性条件、本征费米能级、本征载流子浓度 n5 5杂质半导体的载流子浓度杂质半导体的载流子浓度 多数载流子和少数载流子（多子和少子）的概念；多数载流子和少数载流子（多子和

5、少子）的概念； 计算室温下载流子浓度和费米能级（计算室温下载流子浓度和费米能级（n n型和型和p p型）；型）； 在掺杂浓度一定情况下，能够解释多子浓度和费米在掺杂浓度一定情况下，能够解释多子浓度和费米 能级随温度变化关系。能级随温度变化关系。 掌握饱和区和过渡区的载流子浓度和费米能级表达式掌握饱和区和过渡区的载流子浓度和费米能级表达式 杂质基本上全部电离的条件杂质基本上全部电离的条件 n6 6一般情况下地载流子统计分布一般情况下地载流子统计分布 同时含有施主杂质和受主杂质情况下电中性方程同时含有施主杂质和受主杂质情况下电中性方程 的一般表达式的一般表达式 分析和计算半导体的载流子浓度和费米能

6、级分析和计算半导体的载流子浓度和费米能级 n7 7 简并半导体简并半导体 简并半导体的载流子浓度；简并化条件；简并半导体的载流子浓度；简并化条件； 简并时的杂质浓度简并时的杂质浓度 第第4 4章章 半导体的导电性半导体的导电性 n1 1 载流子的漂移运动、迁移率载流子的漂移运动、迁移率 漂移运动、漂移速度、迁移率、几个重要的公漂移运动、漂移速度、迁移率、几个重要的公 式，欧姆定律的微分形式式，欧姆定律的微分形式 n2 2 载流子的散射载流子的散射 载流子散射的概念、载流子散射的概念、散射几率散射几率、电离杂质散电离杂质散 射、射、晶格散射（声学波和光学波）、晶格散射（声学波和光学波）、其他散射

7、其他散射 n3 3 电导率、迁移率和平均自由时间的关系电导率、迁移率和平均自由时间的关系 n4 4 迁移率与杂质浓度和温度的关系迁移率与杂质浓度和温度的关系 n5 5 电阻率与杂质浓度和温度的关系电阻率与杂质浓度和温度的关系 n6 6 强电场效应强电场效应 定性解释强电场下欧姆定律发生偏离的原因；平定性解释强电场下欧姆定律发生偏离的原因；平 均漂移速度与电场强度的关系；耿氏效应均漂移速度与电场强度的关系；耿氏效应 第第5 5章章 非平衡载流子非平衡载流子 n1 1 非平衡载流子的注入非平衡载流子的注入 非平衡状态、非平衡载流子、小注入、注入条非平衡状态、非平衡载流子、小注入、注入条 件、注入使

8、半导体产生附加电导率件、注入使半导体产生附加电导率 n2 2 非平衡载流子的复合和寿命非平衡载流子的复合和寿命 非平衡载流子的复合、复合率、净复合率、产生非平衡载流子的复合、复合率、净复合率、产生 率、非平衡载流子的寿命率、非平衡载流子的寿命 n3 3 准费米能级准费米能级 概念、概念、准费米能级与费米能级的关系准费米能级与费米能级的关系 n4 4 复合理论复合理论 直接复合、间接复合、表面复合机理以及各种因直接复合、间接复合、表面复合机理以及各种因 素对非平衡载流子寿命的影响、有关的基本概素对非平衡载流子寿命的影响、有关的基本概 念、金在硅中起的作用念、金在硅中起的作用 n5 5 陷阱效应陷

9、阱效应 机理、陷阱、陷阱中心、电子陷阱、空穴陷机理、陷阱、陷阱中心、电子陷阱、空穴陷 阱、阱、陷阱中心和复合中心的区别陷阱中心和复合中心的区别 n6 6 载流子的扩散运动载流子的扩散运动 基本概念基本概念（扩散、扩散流密度、扩散定律、扩散长（扩散、扩散流密度、扩散定律、扩散长 度、扩散速度、扩散电流密度）；度、扩散速度、扩散电流密度）；扩散方程是研究半扩散方程是研究半 导体非平衡载流子运动规律的重要方程，因此要掌握导体非平衡载流子运动规律的重要方程，因此要掌握 扩散方程及其应用；掌握扩散电流密度的计算方法。扩散方程及其应用；掌握扩散电流密度的计算方法。 n7 7 载流子的漂移运动，爱因斯坦关系

10、载流子的漂移运动，爱因斯坦关系 能导出爱因斯坦关系式并应用能导出爱因斯坦关系式并应用 n8 8 连续性方程连续性方程 应用连续性方程解决具体问题应用连续性方程解决具体问题 第第6 6章章 p pn n结结 n1 p1 pn n结及其能带图结及其能带图 空间电荷区、平衡空间电荷区、平衡p pn n结、势垒区；理解结、势垒区；理解p pn n结的结的 形成原因；平衡形成原因；平衡p pn n结能带图结能带图 n2 p2 pn n结电流电压特性结电流电压特性 非平衡非平衡p pn n结能带图结能带图 第第7 7章章 金属和半导体接触金属和半导体接触 n1 1 金属和半导体的功函数金属和半导体的功函数

11、 金属功函数，半导体功函数，电子亲和金属功函数，半导体功函数，电子亲和 能能 n2 2 金属与半导体接触金属与半导体接触 金属与金属与n(p)n(p)型半导体接触能级图，阻挡型半导体接触能级图，阻挡 层与反阻挡层层与反阻挡层 n3 3 表面态对接触势垒的影响表面态对接触势垒的影响 n4 4 金属和半导体接触的整流理论金属和半导体接触的整流理论 接触整流特性（接触整流特性（n n，p p），电流电压特性（扩），电流电压特性（扩 散理论和热电子发射理论的适用范围散理论和热电子发射理论的适用范围) ) n5 5 肖特基势垒二级管肖特基势垒二级管 与与pnpn结的异同性结的异同性 n6 6 欧姆接触的

12、概念欧姆接触的概念 第第8 8章章 半导体表面与半导体表面与MISMIS结构结构 n1 1 表面态表面态 概念（理想表面和实际表面），受主表面概念（理想表面和实际表面），受主表面 态和施主表面态态和施主表面态 n2 2 表面电场效应表面电场效应 表面空间电荷层，表面电势，表面空间表面空间电荷层，表面电势，表面空间 电荷层几种状态的定性分析电荷层几种状态的定性分析 （多子堆积，（多子堆积， 平带，多子耗尽，少子反型）平带，多子耗尽，少子反型） n3 3 理想理想MISMIS结构的结构的C-VC-V特性特性 理想理想MISMIS结构的结构的3 3个条件，个条件， 各种情形（积累，平各种情形（积累，

13、平 带，耗尽，强反型，高频）带，耗尽，强反型，高频） n4 MIS4 MIS结构的结构的C-VC-V特性特性 金属和半导体的功函数差金属和半导体的功函数差，绝缘层中电荷绝缘层中电荷 ，平，平 带电压带电压 n5 5 硅硅二氧化硅系统的性质二氧化硅系统的性质 存在的存在的4 4种形式电荷种形式电荷 第第9 9章章 异质结异质结 n1 1异质结种类及其能带图异质结种类及其能带图 异质结的基本概念（同型、反型）；理解突异质结的基本概念（同型、反型）；理解突 变异质结的能带图及界面态对异质结能带图的变异质结的能带图及界面态对异质结能带图的 影响；影响；晶格失配是产生界面态的主要原因。晶格失配是产生界面态的主要原因。 第第1010章半导体的光学性质和光电章半导体的光学性质和光电 与发光现象与发光现象 n1 1 半导体的光吸收半导体的光吸收 吸收系数、消光系数、反射系数、透射系数等吸收系数、消光系数、反射系数、透射系数等 光学参数的意义；本征半导体吸收特点及直接跃光学参数的意义；本征半导体吸收特点及直接跃 迁和间接跃迁的特点迁和间接跃迁的特点 ；熟悉其它吸收机构产生熟悉其它吸收机构产生 吸收的机理吸收的机理 n2 2 半导体的光电导半导体的光电导 定态光电导及其弛豫过程和弛豫时间的关系；了定态光电导及其弛豫过程和弛豫时间的关系；了 解复合和陷阱对光电导的影响解复合和陷阱对光电导的影响 n3