半导体物理名词解释

半导体物理名词解释1.单电子近似：假设每个电子是在周期性排列且固定不动的原子核势场及其他电子的平均势场中运动。

该势场是具有与晶格同周期的周期性势场。

2.电子的共有化运动：原子组成晶体后，由于电子壳层的交叠，电子不再完全局限在某一个原子上，可以由一个原于转移到相邻的原子上去，因而，电子将可以在整个晶体中运动。

这种运动称为电子的共有化运动。

3.允带、禁带： N个原子相互靠近组成晶体，每个电子都要受到周围原子势场作用，结果是每一个N度简并的能级都分裂成距离很近能级，N个能级组成一个能带。

分裂的每一个能带都称为允带。

允带之间没有能级称为禁带。

4.准自由电子：内壳层的电子原来处于低能级，共有化运动很弱，其能级分裂得很小，能带很窄，外壳层电子原来处于高能级，特别是价电子，共有化运动很显著，如同自由运动的电子，常称为“准自由电子”，其能级分裂得很厉害，能带很宽。

6.导带、价带：对于被电子部分占满的能带，在外电场的作用下，电子可从外电场中吸收能量跃迁到未被电子占据的能级去，形成了电流，起导电作用，常称这种能带为导带。

下面是已被价电子占满的满带，也称价带。

8.（本证激发）本征半导体导电机构：对本征半导体，导带中出现多少电子，价带中相应地就出现多少空穴，导带上电子参与导电，价带上空穴也参与导电，这就是本征半导体的导电机构。

9.回旋共振实验意义：这通常是指利用电子的回旋共振作用来进行测试的一种技术。

该方法可直接测量出半导体中载流子的有效质量，并从而可求得能带极值附近的能带结构。

当交变电磁场角频率W等于回旋频率Wc时，就可以发生共振吸收，Wc=qB/有效质量10.波粒二象性，动量，能量P=m0v E=12P2m0P=hk1.间隙式杂质：杂质原子位于晶格原子间的间隙位置，称为间隙式杂质。

2.替位式杂质：杂质原子取代晶格原子而位于晶格点处，称为替位式杂质。

3.施主杂质与施主能级：能够释放电子而产生导电电子并形成正电中心。

它们称为施主杂质或n型杂质。

被施主杂质束缚的电子的能量状态称为施主能级，记为E D。

4.受主杂质与受主能级：能接受电子而产生导电空穴并形成负电中心，称之为受主杂质。

被受主杂质束缚的空穴的能量状态称之为受主能级，记为E A。

5.杂质的电离能：价电子挣脱束缚成为导电电子的能量。

6.杂质的补偿作用：同时存在施主杂质和受主杂质时，施主和受主杂质之间的互相抵消的作用。

7.等电子杂质与等电子陷阱：当杂质的价电子数等于其所替代的主晶格原子的价电子数时，这种杂质称为等电子杂质，所谓等电子杂质是与基质晶体原子具有相同数量价电子的杂质，它们替代了格点上的同族原子后，基本上仍是电中性的。

但是由于原子序数不同，这些原子的共价半径和电负性有差别，因而他们能俘获某种载流子而成为带电中心。

这个带电中心就称为等电子陷阱。

1.状态密度：状态密度g(E)就是在能带中能量E附近每单位能量间隔内的量子态数。

2.费米能级：把一些费米子按照一定的规则（例如泡利原理等）填充在各个可供占据的量子能态上，并且这种填充过程中每个费米子都占据最低的可供占据的量子态。

最后一个费米子占据着的量子态即可粗略理解为费米能级。

半导体中被电子占据的能带3.简并、非简并系统：通常把服从玻尔兹曼统计律的电子系统称为非简并性系统，把服从费米统计律的电子系统称为简并性系统。

4.简并半导体：发生载流子简并化的半导体称为简并半导体。

5.禁带变窄效应：杂质能带进入了导带或价带，并与导带或价带相连，形成了新的简并能带，使能带的状态密度发生了变化，简并能带的尾部伸入到禁带中，称为带尾。

导致禁带宽度由Eg减小到Eg’，所以重掺杂时，禁带宽度变窄了，称为禁带宽度变窄效应。

1.欧姆定律的微分形式：把通过导体中某一点的电流密度和该处的电导率及电场强度直接联系起来的式子称为欧姆定律的微分形式。

J=σε2.漂移运动和漂移速度：有外加电压时，导体内部的自由电子受到电场力的作用，沿着电场的反方向作定向运动构成电流。

电子在电场力的作用下的这种运动称为漂移运动，定向运动的速度称为漂移速度。

3.电子的迁移率：表示单位场强下的平均漂移速度，单位为m2/V·s4.载流子的散射：载流子在半导体中运动时，不断与热振动着的晶格原子或电离了的杂质离子发生作用，或者说发生碰撞，碰撞后载流子速度的大小及方向就发生改变，用波的概念，就是说电子波在半导体中传播时遭到了散射。

5.平均自由时间和散射概率的关系：载流子在电场中作漂移运动时，只有在连续两次散射之间的时间内才作加速运动，这段时间称为自由时间。

取极多次而求得其平均值称为载流子的平均自由时间。

其数值等于散射概率的倒数。

6.电导率、迁移率和平均自由时间的关系：{n型 σn=nqμn=nq2τnm n∗p型 σp=pqμp=nq2pm p∗混合型 σ=nqμn+pqμp=nq2τnm n∗+nq2pm p∗1.载流子的产生（复合）：产生非平衡载流子的外部作用撤除后，由于半导体的内部作用，使它由非平衡态恢复到平衡态，过剩载流子逐渐消失。

这一过程称为非平衡载流子的复合。

载流子的寿命：涛=△P比U2.过剩电子（空穴）：比平衡状态多出来的这部分载流子3.产生（复合）率：单位时间单位体积内产生的非平衡载流子数。

单位时间单位体积内净复合消失的电子-空穴对数称为非平衡载流子的复合率。

4.小注入：在一般情况下，注入的非平衡载流子浓度比平衡时的多数载流子浓度小得多，对n型材料，△n<<n0,△p<<n0，满足这个注入条件的注入称为小注入。

5. 扩散怎样产生：微观粒子在各处的浓度不均匀，由于例子的无规则热运动，就可以引起粒子由高浓度向低浓度扩散。

扩散系数：反应非平衡少数载流子扩散本领的大小。

扩散电流：因为电子和空穴都是带电粒子，他们的扩散运动必然伴随电流的出现，称为扩散电流。

6.少子的扩散长度：L P=√D Pτ,标志着非平衡载流子深入样品的平均距离7.准费米能级：当半导体的平衡遭到破坏而存在非平衡载流子时，分别就价带和导带中的电子讲，它们各自基本上处于平衡态，而导带和价带之间处于不平衡状态。

可以分别引入导带费米能级和价带费米能级，它们都是局部的费米能级，称为“准费米能级”。

8.表面态：当一块半导体突然被中止时，表面理想的周期性晶格发生中断，从而导致禁带中出现电子态(能级)，该电子态称为表面态。

9.表面态复合速度单位时间内通过单位表面积复合掉的电子—空穴对数。

10.爱因斯坦关系连续性方程爱因斯坦关系：D nμn =k0Tq,D pμp=k0Tq连续性方程：漂移运动与扩散运动同时存在时少数载流子所遵守的方程：ðp ðt =D Pð2pðx2−μpεðpðx−μp pðεðx−∆pτ+g p1.突变结：n型区中施主杂质浓度为N D，而且均匀分布；p型区中受主杂质浓度为N A，也是均匀分布。

在交界面处，杂质浓度由N A（p型）突变为N D（n型），具有这种杂质分布的pn结称为突变结。

合金结和高表面浓度的浅扩散结一般可认为是突变结。

2.线性缓变结：杂质浓度从p区到n区是逐渐变化的pn结称为缓变结。

若杂质分布可用x=x j处的切线近似表示，则称为线性缓变结。

低表面浓度的深扩散结，一般可认为是线性缓变结。

3.空间电荷区：通常把在pn结附近的这些电离施主和电离受主所带电荷称为空间电荷。

它们所存在的区域称为空间电荷区。

4.内建电场：空间电荷区中的这些电荷产生了从n区指向p区，即从正电荷指向负电荷的电场，称为内建电场。

6.扩散电容、势垒电容：由于扩散区的电荷数量随外加电压的变化所产生的电容效应，称为pn结的扩散电容，用符号C D表示。

由pn结上外加的变化，引起了电子和空穴在势垒区的“存入”和“取出”作用，导致势垒区的空间电荷数量随外加电压而变化，这种pn结的电容效应称为势垒电容，以C T表示。

1.金属的功函数（半导体）：E0与E F能量之差。

W m=E0−(E F)m，表示一个起始能量等于费米能级的电子，由金属内部溢出到真空中所需要的最小能量。

2.电子亲和势：χ=E0−(E F)s，表示要使半导体导带底的电子溢出体外所需的最小能量。

3.阻挡层和反阻挡层：在势垒区中，空间电荷主要由电离施主形成，电子浓度比体内小得多，是一个高阻区域。

反阻挡层：高电导区域。

（P192）4.肖特基势垒：势垒厚度依赖与外加电压的势垒。

5.欧姆接触：指不产生明显的附加阻抗，而且不会使半导体内部的平衡载流子浓度发生显著地改变的一种接触。

P2041.达姆表面能级：晶体自由表面的存在使其周期场在表面处发生中断，同样也引起附加能级，这种能级称为达姆表面能级。

2.理想表面：指表面层中原子排列的对称性与体内原子完全相同，且表面上不附着原子或分子的半无限晶体表面。

3.理想MIS结构满足的条件：①金属与半导体间功函数差为零；②在绝缘层内没有任何电荷且绝缘层完全不导电；③绝缘层与半导体界面处不存在任何界面态。

○4由均匀半导体构成，无边缘电场效应。

4.开启电压、平带电压：为了恢复平带状态所需加的电压。

5．深耗尽状态：耗尽层的宽度很大，可远大于强反型的最大耗尽层宽度，且其宽度随电压V G幅度的增大而增大，这种状态称为深耗尽状态。

6.Si-Si O2系统中四种基本电荷：①Si O2层的可动离子；②Si O2层中的固定电荷；③界面态；④Si O2层中的电离陷阱电荷。

7.快界面态：指存在于Si-SiO2界面处而能值位于硅禁带中的一些分立的或连续的电子能态。

它可以迅速的和半导体导带或价带交换电荷。