半导体知识点

1.施主杂质：能够释放电子而产生导电电子并形成正电中心的杂质。

2. 受主杂质：能够接受电子而产生导电空穴，并形成负电中心的杂质。

3.受主能级：通过受主掺杂在半导体禁带中形成缺陷能级。

正常情况下，此能
级被空穴占据，这个被受主杂质束缚的空穴的能量状态称为受主能级。

4.施主能级：通过施主掺杂在半导体禁带中形成缺陷能级，被施主杂质束缚
电子能量状态称为施主能级。

5.空穴：在电子挣脱价键的束缚成为自由电子，其价键中所留下来的空位。

6.间接复合：导带中的电子通过禁带的复合中心能级与价带中的空穴复合，这样的复合过程称为间接复合。

7.直接复合：导带中的电子越过禁带直接跃迁到价带，与价带中的空穴复合，
这样的复合过程称为直接复合。

8.非平衡载流子：处于非平衡状态的半导体，其载流子浓度也不再是平衡载流
子浓度，比它们多出一部分。

比平衡状态多出来的这部分载流子称为非平衡载
流子。

9.直接带隙半导体：导带边和价带边处于 k 空间相同点的半导体通常被称为
直接带隙半导体。

电子要跃迁的导带上产生导电的电子和空穴（形成半满能带）只需要吸收能量。

例子有 GaAs，InP,InSb。

10.间接带隙半导体：导带边和价带边处于 k 空间不同点的半导体通常被称为间接带隙半导体。

形成半满能带不只需要吸收能量，还要该变动量。

例子有Ge，Si。

11.本征半导体：没有杂质和缺陷的半导体叫做本征半导体。

12.杂质半导体：在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使半导体的导电性发生显著变化。

掺入的杂质主要是三价或五价元素。

掺入杂质的本征半导
体称为杂质半导体。

13. 迁移率：单位场强下电子的平均漂移速度。

14.扩散长度：非平衡载流子深入样品的平均距离。

由扩散系数和材料寿命决定。

15.复合中心：促进复合过程的杂质和缺陷称为复合中心。

16.状态密度：单位能量间隔内的量子态数目称为状态密度。

17.小注入：过剩载流子的浓度远小于热平衡多子浓度的情况
18.过剩空穴：价带中超出热平衡状态浓度的空穴浓度△p=p-p。

简答题
1.实际半导体与理想半导体间的主要区别是什么？
答：(1) 实际半导体中原子并不是静止在具有严格周期性的晶格的格点位置上，而是在其平衡位置附近振动；
(2) 实际半导体材料并不是纯净的，而是含有若干杂质，即在半导体晶格中存在着与组成半导体材料的元素不同的其他化学元素的原子；
(3) 实际半导体晶格结构并不是完整无缺的，而存在着各种形式的缺陷，如点缺陷、线缺陷、面缺陷等。

2.以Ga掺入Ge中为例说明什么是受主杂质，受主杂质电离过程和p型半导体。

Ga有3个价电子，它与周围的四个Ge原子形成共价键，还缺少一个电子，于是在Ge晶体的共价键中产生了一个空穴，而Ga原子接受一个电子后所在处形成一个负离子中心。

所以，一个Ga原子取代一个Ge原子，其效果是形成一个负电中心和一个空穴，空穴束缚在Ga原子附近，但这种束缚很弱，很小的能量就可使空穴摆脱束缚，成为在晶格中自由运动的导电空穴，而
Ga原子形成一个不能移动的负电中心。

这个过程叫做受主杂质的电离过程，能够接受电子而在价带中产生空穴，并形成负电中心的杂质，称为受主杂质，掺有受主型杂质的半导体叫P型半导体。

3.简述空穴的概念和性质。

概念：指共价键中的一些价电子由于热运动获得一些能量，从而摆脱共价键的约束成为自由电子，同时在共价键上留下空位，我们称这些空位为空穴。

性质：带正电，有效质量为正值。

4.试写出费米狄拉克分布函数并说明其物理意义及特点。

5.试说明浅能级杂质和深能级杂质的物理意义及特点。

6.举例说明杂质的补偿作用
7.简述迁移率的物理意义，单位及主要的影响因素。

8.何谓载流子的产生，复合和复合率。

载流子的产生就是电子和空穴（载流子）被创建的过程；而载流子的复合就是电子和空穴（载流子）消失的过程。

产生和复合会改变载流子的浓度，从而间接地影响电流，电子和空穴发生复合的概率。

9.简述间接复合的四个微观过程
10.什么是载流子的扩散运动？写出电子和空穴电流密度方程。

11.试写出一维情况下，描写非平衡态半导体中载流子（空穴）运动规律和连续
方程式，并说明等式两边各个单项所代表的物理含义
+
12.什么是扩散长度，牵引长度？他们各由哪些因素决定。