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文檔簡介

1、1.單電子近似:假設每個電子是在周期性排列且固定不動的原子核勢場及其他電子的平均勢場中運動。該勢場是具有與晶格同周期的周期性勢場。2.電子的共有化運動:原子組成晶體后,由于電子殼層的交疊,電子不再完全局限在某一個原子上,可以由一個原于轉移到相鄰的原子上去,因而,電子將可以在整個晶體中運動。這種運動稱為電子的共有化運動。3.允帶、禁帶: N個原子相互靠近組成晶體,每個電子都要受到周圍原子勢場作用,結果是每一個N度簡并的能級都分裂成距離很近能級,N個能級組成一個能帶。分裂的每一個能帶都稱為允帶。允帶之間沒有能級稱為禁帶。4.準自由電子:內殼層的電子原來處于低能級,共有化運動很弱,其能級分裂得很小,

2、能帶很窄,外殼層電子原來處于高能級,特別是價電子,共有化運動很顯著,如同自由運動的電子,常稱為“準自由電子”,其能級分裂得很厲害,能帶很寬。6.導帶、價帶:對于被電子部分占滿的能帶,在外電場的作用下,電子可從外電場中吸收能量躍遷到未被電子占據的能級去,形成了電流,起導電作用,常稱這種能帶為導帶。下面是已被價電子占滿的滿帶,也稱價帶。8.(本證激發)本征半導體導電機構:對本征半導體,導帶中出現多少電子,價帶中相應地就出現多少空穴,導帶上電子參與導電,價帶上空穴也參與導電,這就是本征半導體的導電機構。9.回旋共振實驗意義:這通常是指利用電子的回旋共振作用來進行測試的一種技術。該方法可直接測量出半導

3、體中載流子的有效質量,并從而可求得能帶極值附近的能帶結構。當交變電磁場角頻率W等于回旋頻率Wc時,就可以發生共振吸收,Wc=qB/有效質量10.波粒二象性,動量,能量P=m0v E=12P2m0 P=hk1.間隙式雜質:雜質原子位于晶格原子間的間隙位置,稱為間隙式雜質。2.替位式雜質:雜質原子取代晶格原子而位于晶格點處,稱為替位式雜質。3.施主雜質與施主能級:能夠釋放電子而產生導電電子并形成正電中心。它們稱為施主雜質或n型雜質。被施主雜質束縛的電子的能量狀態稱為施主能級,記為ED。4.受主雜質與受主能級:能接受電子而產生導電空穴并形成負電中心,稱之為受主雜質。被受主雜質束縛的空穴的能量狀態稱之

4、為受主能級,記為EA。5.雜質的電離能:價電子掙脫束縛成為導電電子的能量。6.雜質的補償作用:同時存在施主雜質和受主雜質時,施主和受主雜質之間的互相抵消的作用。7.等電子雜質與等電子陷阱:當雜質的價電子數等于其所替代的主晶格原子的價電子數時,這種雜質稱為等電子雜質,所謂等電子雜質是與基質晶體原子具有相同數量價電子的雜質,它們替代了格點上的同族原子后,基本上仍是電中性的。但是由于原子序數不同,這些原子的共價半徑和電負性有差別,因而他們能俘獲某種載流子而成為帶電中心。這個帶電中心就稱為等電子陷阱。1.狀態密度:狀態密度g(E)就是在能帶中能量E附近每單位能量間隔內的量子態數。2.費米能級:把一些費

5、米子按照一定的規則(例如泡利原理等)填充在各個可供占據的量子能態上,并且這種填充過程中每個費米子都占據最低的可供占據的量子態。最后一個費米子占據著的量子態即可粗略理解為費米能級。半導體中被電子占據的能帶3.簡并、非簡并系統:通常把服從玻爾茲曼統計律的電子系統稱為非簡并性系統,把服從費米統計律的電子系統稱為簡并性系統。4.簡并半導體:發生載流子簡并化的半導體稱為簡并半導體。5.禁帶變窄效應:雜質能帶進入了導帶或價帶,并與導帶或價帶相連,形成了新的簡并能帶,使能帶的狀態密度發生了變化,簡并能帶的尾部伸入到禁帶中,稱為帶尾。導致禁帶寬度由Eg減小到Eg,所以重摻雜時,禁帶寬度變窄了,稱為禁帶寬度變窄

6、效應。1.歐姆定律的微分形式:把通過導體中某一點的電流密度和該處的電導率及電場強度直接聯系起來的式子稱為歐姆定律的微分形式。J=2.漂移運動和漂移速度:有外加電壓時,導體內部的自由電子受到電場力的作用,沿著電場的反方向作定向運動構成電流。電子在電場力的作用下的這種運動稱為漂移運動,定向運動的速度稱為漂移速度。3.電子的遷移率:表示單位場強下的平均漂移速度,單位為m2/Vs4.載流子的散射:載流子在半導體中運動時,不斷與熱振動著的晶格原子或電離了的雜質離子發生作用,或者說發生碰撞,碰撞后載流子速度的大小及方向就發生改變,用波的概念,就是說電子波在半導體中傳播時遭到了散射。5.平均自由時間和散射概

7、率的關系:載流子在電場中作漂移運動時,只有在連續兩次散射之間的時間內才作加速運動,這段時間稱為自由時間。取極多次而求得其平均值稱為載流子的平均自由時間。其數值等于散射概率的倒數。6.電導率、遷移率和平均自由時間的關系:n型 n=nqn=nq2nmn*p型 p=pqp=nq2pmp* 混合型 =nqn+pqp=nq2nmn*+nq2pmp* 1.載流子的產生(復合):產生非平衡載流子的外部作用撤除后,由于半導體的內部作用,使它由非平衡態恢復到平衡態,過剩載流子逐漸消失。這一過程稱為非平衡載流子的復合。載流子的壽命:濤=P比U2.過剩電子(空穴):比平衡狀態多出來的這部分載流子3.產生(復合)率:

8、單位時間單位體積內產生的非平衡載流子數。單位時間單位體積內凈復合消失的電子-空穴對數稱為非平衡載流子的復合率。4.小注入:在一般情況下,注入的非平衡載流子濃度比平衡時的多數載流子濃度小得多,對n型材料,nn0,pn0,滿足這個注入條件的注入稱為小注入。5. 擴散怎樣產生:微觀粒子在各處的濃度不均勻,由于例子的無規則熱運動,就可以引起粒子由高濃度向低濃度擴散。擴散系數:反應非平衡少數載流子擴散本領的大小。擴散電流:因為電子和空穴都是帶電粒子,他們的擴散運動必然伴隨電流的出現,稱為擴散電流。6.少子的擴散長度:LP=DP,標志著非平衡載流子深入樣品的平均距離7.準費米能級:當半導體的平衡遭到破壞而

9、存在非平衡載流子時,分別就價帶和導帶中的電子講,它們各自基本上處于平衡態,而導帶和價帶之間處于不平衡狀態。可以分別引入導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“準費米能級”。8.表面態:當一塊半導體突然被中止時,表面理想的周期性晶格發生中斷,從而導致禁帶中出現電子態(能級),該電子態稱為表面態。9.表面態復合速度單位時間內通過單位表面積復合掉的電子空穴對數。10.愛因斯坦關系連續性方程愛因斯坦關系:Dnn=k0Tq, Dpp=k0Tq 連續性方程:漂移運動與擴散運動同時存在時少數載流子所遵守的方程:pt=DP2px2-ppx-ppx-p+gp1.突變結:n型區中施主雜質濃度為N

10、D,而且均勻分布;p型區中受主雜質濃度為NA,也是均勻分布。在交界面處,雜質濃度由NA(p型)突變為ND(n型),具有這種雜質分布的pn結稱為突變結。合金結和高表面濃度的淺擴散結一般可認為是突變結。2.線性緩變結:雜質濃度從p區到n區是逐漸變化的pn結稱為緩變結。若雜質分布可用x=xj處的切線近似表示,則稱為線性緩變結。低表面濃度的深擴散結,一般可認為是線性緩變結。3.空間電荷區:通常把在pn結附近的這些電離施主和電離受主所帶電荷稱為空間電荷。它們所存在的區域稱為空間電荷區。4.內建電場:空間電荷區中的這些電荷產生了從n區指向p區,即從正電荷指向負電荷的電場,稱為內建電場。6.擴散電容、勢壘電

11、容:由于擴散區的電荷數量隨外加電壓的變化所產生的電容效應,稱為pn結的擴散電容,用符號CD表示。由pn結上外加的變化,引起了電子和空穴在勢壘區的“存入”和“取出”作用,導致勢壘區的空間電荷數量隨外加電壓而變化,這種pn結的電容效應稱為勢壘電容,以CT表示。1.金屬的功函數(半導體):E0與EF能量之差。Wm=E0-(EF)m,表示一個起始能量等于費米能級的電子,由金屬內部溢出到真空中所需要的最小能量。2.電子親和勢 :=E0-(EF)s,表示要使半導體導帶底的電子溢出體外所需的最小能量。3.阻擋層和反阻擋層:在勢壘區中,空間電荷主要由電離施主形成,電子濃度比體內小得多,是一個高阻區域。反阻擋層

12、:高電導區域。(P192)4.肖特基勢壘:勢壘厚度依賴與外加電壓的勢壘。5.歐姆接觸:指不產生明顯的附加阻抗,而且不會使半導體內部的平衡載流子濃度發生顯著地改變的一種接觸。P2041.達姆表面能級:晶體自由表面的存在使其周期場在表面處發生中斷,同樣也引起附加能級,這種能級稱為達姆表面能級。2.理想表面:指表面層中原子排列的對稱性與體內原子完全相同,且表面上不附著原子或分子的半無限晶體表面。3.理想MIS結構滿足的條件:金屬與半導體間功函數差為零;在絕緣層內沒有任何電荷且絕緣層完全不導電;絕緣層與半導體界面處不存在任何界面態。由均勻半導體構成,無邊緣電場效應。4.開啟電壓、平帶電壓:為了恢復平帶狀態所需加的電

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