华工半导体物理考试大纲(标重点)
(完整word版)半导体物理知识点总结.doc
一、半导体物理知识大纲核心知识单元 A：半导体电子状态与能级（课程基础——掌握物理概念与物理过程、是后面知识的基础）半导体中的电子状态（第 1 章）半导体中的杂质和缺陷能级（第 2 章）核心知识单元 B：半导体载流子统计分布与输运（课程重点——掌握物理概念、掌握物理过程的分析方法、相关参数的计算方法）半导体中载流子的统计分布（第 3 章）半导体的导电性（第 4 章）非平衡载流子（第 5 章）核心知识单元 C：半导体的基本效应（物理效应与应用——掌握各种半导体物理效应、分析其产生的物理机理、掌握具体的应用）半导体光学性质（第10 章）半导体热电性质（第11 章）半导体磁和压阻效应（第12 章）二、半导体物理知识点和考点总结第一章半导体中的电子状态本章各节内容提要：本章主要讨论半导体中电子的运动状态。
主要介绍了半导体的几种常见晶体结构，半导体中能带的形成，半导体中电子的状态和能带特点，在讲解半导体中电子的运动时，引入了有效质量的概念。
阐述本征半导体的导电机构，引入了空穴散射的概念。
最后，介绍了Si、Ge 和 GaAs 的能带结构。
在 1.1 节，半导体的几种常见晶体结构及结合性质。
（重点掌握）在 1.2 节，为了深入理解能带的形成，介绍了电子的共有化运动。
介绍半导体中电子的状态和能带特点，并对导体、半导体和绝缘体的能带进行比较，在此基础上引入本征激发的概念。
（重点掌握）在 1.3 节，引入有效质量的概念。
讨论半导体中电子的平均速度和加速度。
（重点掌握）在1.4 节，阐述本征半导体的导电机构，由此引入了空穴散射的概念，得到空穴的特点。
（重点掌握）在 1.5 节，介绍回旋共振测试有效质量的原理和方法。
（理解即可）在 1.6 节，介绍 Si 、Ge 的能带结构。
（掌握能带结构特征）在 1.7 节，介绍Ⅲ -Ⅴ族化合物的能带结构，主要了解GaAs 的能带结构。
（掌握能带结构特征）本章重难点：重点：1、半导体硅、锗的晶体结构（金刚石型结构）及其特点；三五族化合物半导体的闪锌矿型结构及其特点。
820--《半导体物理》考试大纲
820--《半导体物理》考试大纲一、基本要求《半导体物理》硕士研究生入学考试内容主要包括半导体物理的基本概念、基础理论和基本计算；考试命题注重测试考生对相关的物理基本概念的理解、对基本问题的分析和应用，强调物理概念的清晰和对半导体物理问题的综合分析。
二、考试范围1、半导体中电子状态1.1 半导体的晶格结构和结合性质1.2 半导体中的电子状态和能带1.3 半导体中电子的运动有效质量1.4 本征半导体的导电机构空穴1.5 回旋共振1.6 硅，锗和砷化镓的能带结构2、半导体中杂质和缺陷能级2.1 硅、锗晶体中的杂质能级2.2 Ⅲ-Ⅴ族化合物中的杂质能级2.3 缺陷、位错能级3、半导体中载流子的统计分布3.1 状态密度3.2 费米能级和载流子的统计分布3.3 本征半导体的载流子浓度3.4 杂质半导体的载流子浓度3.5 一般情况下的载流子统计分布3.6 简并半导体4、半导体的导电性4.1 载流子的漂移运动迁移率4.2 载流子的散射4.3 迁移率与杂质浓度和温度的关系4.4 电阻率及其与杂质浓度和温度的关系4.5 玻耳兹曼方程电导率的统计理论4.6 强电场下的效应热载流子5、非平衡载流子5.1 非平衡载流子的注入和复合5.2 非平衡载流子的寿命5.3 准费米能级5.4 复合理论5.5 陷阱效应5.6 载流子的扩散运动5.7 载流子的漂移运动,爱因斯坦关系式5.8 连续性方程6、 p-n结6.1 p-n结及其能带图6.2 p-n结电流电压特性6.3 p-n结电容6.4 p-n结击穿。
半导体器件物理复习纲要word精品文档5页
第一章 半导体物理基础能带：1-1什么叫本征激发？温度越高，本征激发的载流子越多，为什么？1-2试定性说明Ge 、Si 的禁带宽度具有负温度系数的原因。
1-3、试指出空穴的主要特征及引入空穴的意义。
1-4、设晶格常数为a 的一维晶格，导带极小值附近能量E c (k)和价带极大值附近能量E v (k)分别为：2222100()()3C k k k E k m m -=＋和22221003()6v k k E k m m =－；m 0为电子惯性质量，1k a π=；a ＝0.314nm ，341.05410J s -=⨯⋅，3109.110m Kg -=⨯，191.610q C -=⨯。
试求：①禁带宽度；②导带底电子有效质量；③价带顶电子有效质量。
题解：1-1、 解：在一定温度下，价带电子获得足够的能量（≥E g ）被激发到导带成为导电电子的过程就是本征激发。
其结果是在半导体中出现成对的电子-空穴对。
如果温度升高，则禁带宽度变窄，跃迁所需的能量变小，将会有更多的电子被激发到导带中。
1-2、 解：电子的共有化运动导致孤立原子的能级形成能带，即允带和禁带。
温度升高，则电子的共有化运动加剧，导致允带进一步分裂、变宽；允带变宽，则导致允带与允带之间的禁带相对变窄。
反之，温度降低，将导致禁带变宽。
因此，Ge 、Si 的禁带宽度具有负温度系数。
1-3、准粒子、荷正电：+q ； 、空穴浓度表示为p （电子浓度表示为n ）； 、E P =-E n （能量方向相反）、m P *=-m n *。
空穴的意义：引入空穴后，可以把价带中大量电子对电流的贡献用少量空穴来描述，使问题简化。
1-4、①禁带宽度Eg 根据dk k dEc )(＝2023k m ＋2102()k k m -＝0；可求出对应导带能量极小值E min 的k 值： k min ＝143k ， 由题中E C 式可得：E min ＝E C (K)|k=k min =2104k m ；由题中E V 式可看出，对应价带能量极大值Emax 的k 值为：k max ＝0；并且E min ＝E V (k)|k=k max ＝22106k m ；∴Eg ＝E min －E max ＝221012k m ＝222012m a π ＝23423110219(1.05410)129.110(3.1410) 1.610π----⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯＝0.64eV②导带底电子有效质量m n2222200022833C d E dk m m m =+=；∴ 22023/8C n d E m m dk == ③价带顶电子有效质量m ’ 22206V d E dk m =-，∴2'2021/6V n d E m m dk ==- 掺杂：2-1、什么叫浅能级杂质？它们电离后有何特点？2-2、什么叫施主？什么叫施主电离？2-3、什么叫受主？什么叫受主电离？2-4、何谓杂质补偿？杂质补偿的意义何在？题解：2-1、解：浅能级杂质是指其杂质电离能远小于本征半导体的禁带宽度的杂质。
(最新整理)半导体物理知识点及重点习题总结
半导体物理知识点及重点习题总结编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（半导体物理知识点及重点习题总结）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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基本概念题：第一章半导体电子状态1.1 半导体通常是指导电能力介于导体和绝缘体之间的材料，其导带在绝对零度时全空,价带全满，禁带宽度较绝缘体的小许多.1.2能带晶体中,电子的能量是不连续的,在某些能量区间能级分布是准连续的，在某些区间没有能及分布。
这些区间在能级图中表现为带状，称之为能带。
1.2能带论是半导体物理的理论基础，试简要说明能带论所采用的理论方法.答：能带论在以下两个重要近似基础上,给出晶体的势场分布，进而给出电子的薛定鄂方程.通过该方程和周期性边界条件最终给出E—k关系,从而系统地建立起该理论。
单电子近似：将晶体中其它电子对某一电子的库仑作用按几率分布平均地加以考虑，这样就可把求解晶体中电子波函数的复杂的多体问题简化为单体问题。
绝热近似：近似认为晶格系统与电子系统之间没有能量交换，而将实际存在的这种交换当作微扰来处理。
1.2克龙尼克—潘纳模型解释能带现象的理论方法答案：克龙尼克—潘纳模型是为分析晶体中电子运动状态和E—k关系而提出的一维晶体的势场分布模型，如下图所示在频率为时便观测到共振吸收现象。
1。
6 直接带隙材料如果晶体材料的导带底和价带顶在k空间处于相同的位置,则本征跃迁属直接跃迁，这样的材料即是所谓的直接带隙材料。
1。
6 间接带隙材料如果半导体的导带底与价带顶在k空间中处于不同位置，则价带顶的电子吸收能量刚好达到导带底时准动量还需要相应的变化第二章半导体杂质和缺陷能级2。
半导体物理学复习提纲(重点)教学提纲
第一章 半导体中的电子状态§1.1 锗和硅的晶体结构特征 金刚石结构的基本特征§1.2 半导体中的电子状态和能带 电子共有化运动概念绝缘体、半导体和导体的能带特征。
几种常用半导体的禁带宽度； 本征激发的概念§1.3 半导体中电子的运动 有效质量导带底和价带顶附近的E(k)~k 关系()()2*2nk E k E m 2h -0=； 半导体中电子的平均速度dEv hdk=； 有效质量的公式：222*11dk Ed h m n =。
§1.4本征半导体的导电机构 空穴空穴的特征：带正电；p n m m **=-；n p E E =-；p n k k =-§1.5 回旋共振§1.6 硅和锗的能带结构 导带底的位置、个数； 重空穴带、轻空穴第二章 半导体中杂质和缺陷能级§2.1 硅、锗晶体中的杂质能级基本概念：施主杂质，受主杂质，杂质的电离能，杂质的补偿作用。
§2.2 Ⅲ—Ⅴ族化合物中的杂质能级 杂质的双性行为第三章 半导体中载流子的统计分布热平衡载流子概念§3.1状态密度定义式：()/g E dz dE =；导带底附近的状态密度：()()3/2*1/232()4ncc m g E VE E h π=-；价带顶附近的状态密度：()()3/2*1/232()4p v Vm g E V E E hπ=-§3.2 费米能级和载流子的浓度统计分布 Fermi 分布函数：()01()1exp /F f E E E k T =+-⎡⎤⎣⎦；Fermi 能级的意义：它和温度、半导体材料的导电类型、杂质的含量以及能量零点的选取有关。
1）将半导体中大量的电子看成一个热力学系统，费米能级F E 是系统的化学势；2）F E 可看成量子态是否被电子占据的一个界限。
3）F E 的位置比较直观地标志了电子占据量子态的情况，通常就说费米能级标志了电子填充能级的水平。
半导体物理学复习提纲（重点）
半导体物理学复习提纲（重点）第一章半导体中的电子状态§1.1锗和硅的晶体结构特征金刚石结构的基本特征§1.2半导体中的电子状态和能带电子共有化运动概念绝缘体、半导体和导体的能带特征。
几种常用半导体的禁带宽度；本征激发的概念§1.3半导体中电子的运动有效质量E(k)~k 关系Ek h 2k 2 导带底和价带顶附近的 -E0= * ； 2m n 半导体中电子的平均速度 v dE ；hdk 1 1 2有效质量的公式： dE* 2 2。
m n h dk §1.4本征半导体的导电机构空穴空穴的特征：带正电；m pm n ；E nE p ；k pk n§1.5回旋共振§1.6硅和锗的能带结构导带底的位置、个数；重空穴带、轻空穴第二章半导体中杂质和缺陷能级§2.1 硅、锗晶体中的杂质能级基本概念：施主杂质，受主杂质，杂质的电离能，杂质的补偿作用。
§2.2Ⅲ—Ⅴ族化合物中的杂质能级杂质的双性行为第三章半导体中载流子的统计分布热平衡载流子概念§3.1状态密度定义式：g(E) dz/dE ；*3/2导带底附近的状态密度：2m n1/2 g c(E) 4 V 3 E Ec；h2m*p3/2价带顶附近的状态密度：1/2 g v(E) 4 V3E V Eh§3.2费米能级和载流子的浓度统计分布Fermi分布函数：f(E)1；1exp EE F/k0TFermi能级的意义：它和温度、半导体材料的导电类型、杂质的含量以及能量零点的选取有关。
1）将半导体中大量的电子看成一个热力学系统，费米能级E F是系统的化学势；2）E F可看成量子态是否被电子占据的一个界限。
3）E F的位置比较直观地标志了电子占据量子态的情况，通常就说费米能级标志了电子填充能级的水平。
费米能级位置较高，说明有较多的能量较高的量子态上有电子。
E E Fk0TBoltzmann分布函数：fB(E)e ；导带底、价带顶载流子浓度表达式：E cn0f B(E)g c(E)dEE c* 3 2n0N cE F E c，N c2 m n kT导带底有效状态密度exp 2h3k0T32p0N vE v E FN v2 m p k0Texpk0T， 2 3 价带顶有效状态密度h载流子浓度的乘积n0p0N C N V exp E C E V N C N V expE g的适用范围。
2023 804半导体物理大纲
2023年804半导体物理大纲一、导言在当今信息社会，半导体技术正在发挥着日益重要的作用。
而要学习半导体技术，就必须首先了解半导体物理这门学科的基本知识。
本文将介绍2023年804半导体物理的大纲内容。
二、大纲内容1. 半导体基本概念(1) 半导体的定义和特性(2) 半导体材料的分类与特点(3) 禁带宽度和载流子2. 半导体的基本物理过程(1) 载流子的产生与复合(2) PN结的形成和特性(3) 势垒和击穿电压3. 半导体器件(1) PN结二极管的特性和应用(2) 晶体管的结构和工作原理(3) MOS场效应管的特性和应用4. 半导体材料特性(1) 硅(Si)材料的物理特性(2) 加工工艺与性能测试(3) 新型半导体材料的研究进展5. 半导体器件的制造工艺(1) 制造工艺的基本流程(2) 光刻、腐蚀、沉积等工艺的原理和方法(3) 半导体器件的后工艺处理6. 半导体器件的应用(1) 信息通信领域(2) 光电子领域(3) 消费电子领域三、大纲解读本大纲内容涵盖了半导体物理学科的基本理论、典型器件原理和制造工艺，并涉及到半导体材料的特性和应用。
通过学习这些内容，能够使学生对半导体物理学科有一个系统和全面的了解，为今后从事相关领域的研究和应用打下良好的基础。
四、总结半导体技术的发展日新月异，学习半导体物理知识已经成为大势所趋。
深入了解半导体物理的基本知识和原理是十分必要的。
希望通过本文的介绍，能够对读者理解2023年804半导体物理大纲内容有所帮助。
在2023年，半导体技术已经成为信息技术、通信、光电子、消费电子等领域的关键支撑，半导体物理的重要性也日益凸显。
在这样的背景下，学习半导体物理已经成为许多科学技术专业的必修课程。
2023年804半导体物理大纲的内容将更加注重半导体技术的前沿研究和创新应用，以适应日益发展的半导体产业需求。
在半导体基本概念部分，除了介绍半导体的定义和特性外，还将加入对新型半导体材料如石墨烯、氮化镓等的介绍，以及其在半导体器件中的应用。
半导体物理考试大纲
《半导体物理》考试大纲考试科目名称：半导体物理Ⅱ考试科目代码：[829]一、考试要求：要求考生系统地掌握半导体物理的基本概念和基本原理，并能利用基本原理分析半导体的物理性能。
要求考生对半导体的晶体结构和能带论、载流子统计分布、载流子输运过程、p-n结理论、金属-半导体接触理论、半导体光电效应等基本原理有很好的掌握，并能熟练运用分析半导体的光电特性。
二、考试内容：1）半导体晶体结构和能带论a:半导体晶格结构及电子状态和能带b:半导体中电子的运动c:本征半导体的导电机构d:硅和锗及常用化合物半导体的能带结构2)杂质半导体理论a:硅和锗晶体中的杂质能级b: 常用化合物半导体中的杂质能级c: 缺陷、位错能级3)载流子的统计分布a:状态密度与载流子的统计分布b:本征与杂质半导体的载流子浓度c:一般情况下载流子统计分布d: 简并半导体4)半导体的导电性a:载流子的漂移运动与散射机构b:迁移率、电阻率与杂质浓度和温度的关系c:多能谷散射、耿氏效应5)非平衡载流子a:非平衡载流子的注入、复合与寿命b:准费米能级c:复合理论、陷阱效应d:载流子的扩散、电流密度方程e:连续性方程6)p-n结理论a: p-n结及其能带图b: p-n结电流电压特性c: p-n结电容、p-n结隧道效应7)金属-半导体接触理论a:金-半接触、能带及整流理论b:欧姆接触8)半导体光电效应a:半导体的光学性质（光吸收和光发射）b:半导体的光电导效应c:半导体的光生伏特效应d:半导体发光二极管、光电二极管三、试卷结构：a)考试时间：180分钟，满分：150分b)题型结构a:概念及简答题（60分）b:论述题（90分）c）内容结构a:半导体晶体结构和能带论及杂质半导体理论（30分）b: 载流子的统计分布（20分）c: 半导体的导电性（20分）d: 非平衡载流子（20分）e: p-n结理论和金属-半导体接触理论(30分)f: 半导体光电效应(30分)四、参考书目1. 刘恩科，朱秉升，罗晋升编著. 半导体物理学. 电子工业出版社, 2011.03.2. [美]施敏（S.M.Sze），半导体器件物理，电子工业出版社，1987.12.。
《半导体物理学》考研大纲
《半导体物理学》(科目代码843)考试大纲
特别提醒：本考试大纲仅适合2010年微电子学与固体电子学专业的《半导
体物理》考试科目。
1．考研建议参考书目
刘恩科等著《半导体物理学》，国防工业出版社; 或西安交通大学出版社ISBN 7-5605-1010-8/TN.54。
2．基本要求
（1）掌握半导体中的电子状态和能带；本征半导体中的导电机构和空穴；半导体中电子的运动和有效质量；硅和锗的能带结构和Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体的能带结构。
（2）掌握半导体中杂质和缺陷能级；重点掌握硅、锗晶体中的杂质能级和Ⅲ－Ⅴ族化合物中的杂质能级。
（3）掌握半导体中载流子的统计分布理论以及简并半导体的基础理论；并掌握本征半导体和杂质半导体的载流子浓度和一般情况下的载流子统计分布。
（4）掌握半导体的导电性理论；载流子的散射；迁移率、电阻率及其杂质浓度和温度的关系；强电场下的热载流子效应和耿氏效应。
（5）掌握非平衡载流子的注入、复合、寿命；准费米能级；复合理论。
并掌握载流子的扩散运动；漂移运动和爱因斯坦关系式及连续性方程。
（6）掌握p-n结及其能带图，p-n结电流电压特性，p-n结电容和p-n结击穿与隧道效应的基础知识。
（7）掌握金属与半导体的接触及其能带图；金属半导体接触整流理论基础知识。
（8）掌握半导体表面和表面电场效应；MIS结构的电容－电压特性，硅－二氧化硅系统的性质。
（9）掌握异质结及其能带图，异质结的电流输运机构基础知识。
半导体物理重点
加速度等的计算，还有有效质量概念的理解都是重点。除了2003年以往每年
都会有大题。
§2.3几乎没有出题点
§2.4【重要】它常和§2.2结合，计算空穴的各种参量
§2.5注意p48的电子转移效应，结合P257的图9.3，结合起来理解。这个负微分电导
细看。提醒一下，这个考试的重点内容清华的教材写的很不好，强烈建议参阅北大
叶良修版的半导体物理!!，它的图示要清晰多了。
§3.4注意一下P86的简并条件就可以了，它曾经出现在试题中
§4
§4.1【很重要】非常容易出小题。公式4.2~4.4,4,7等务必熟记。关于散射不必做
深入探索，但必须熟记理解低温下电离杂质散射为主，较高温度下晶格散射
4、§2.5.2解释基区宽度调变效应
5、计算ft,fβ，hfe在§3.2中
6、P192最高振荡频率概念
7、P221埋沟的概念和解释
8、§4.2阈值电压
9、图4－7MOS系统的能带图
10、P235萨之唐方程的应用和推导
11、§4.4中的几个夸导的计算，这牵涉导VA的计算，还有P119的（2－312）
§4.2.3~§4.4不用看一眼。：）
§5
§5.1注意非平衡载流子，准费米能级，小注入，大注入等基本概念，易出小题
【绝对重点】爱因斯坦关系。它的证明推导（P133）和应用都要注意
§5.2
§5.2.1【非常重要】电流方程，连续性方程，泊松方程的形式在2003年的复试
中考到了
§5.2.4【重要】连续性方程等容易出成大题，但这种计算常限于一些特殊的
为主。图4.7,图4.8的解释都很有可能出现在小题和问答题中。
《半导体物理》课程考试大纲 .doc
《半导体物理》课程考试大纲一、适用专业：集成电路工程二、参考书目：1．刘恩科朱秉升编，半导体物理学，国防工业出版社三、考试内容与基本要求：第一章绪论[考试要求]本章要求学生掌握本课程研究的对象和内容，了解半导体材料及器件的应用，了解本课程的基本要求；了解与半导体晶体相关的概念，重点掌握倒格子、布里渊区的概念，重点了结晶体中的缺陷、晶格振动和晶体中的电子运动。
[考试内容]①晶格、格点、基矢、布里渊区、倒格子等概念②晶体中的缺陷、晶格振动③晶体中的电子运动第二章半导体中的电子状态[考试要求]本章要求学生掌握电子、空穴和有效质量的概念，重点了解和掌握半导体的能带结构，了解半导体中的杂质和缺陷能级。
[考试内容]①电子、空穴和有效质量的概念②能带论，并用能带理论解释半导体物理学中的一些现象③常用半导体的能带结构④半导体中的杂质和缺陷第三章热平衡状态下载流子的统计分布[考试要求]本章要求学生掌握状态密度及费米能级的概念，掌握热平衡状态下本征半导体及杂质半导体的载流子浓度，了解非简并情况下费米能级和载流子浓度随温度的变化。
[考试内容]①状态密度及费米能级的概念以及它们的表达式②热平衡状态下本征及杂质半导体的载流子浓度③非简并情况下费米能级和载流子浓度随温度的变化④简并半导体第四章载流子的漂移和扩散[考试要求]本章要求学生掌握半导体中载流子的各种散射机制，了解电阻率和迁移率与杂质浓度和温度的关系，掌握载流子的扩散和漂移运动、爱因斯坦关系。
[考试内容]①半导体中载流子的各种散射机制②电导率和迁移率③电阻率和迁移率与杂质浓度和温度的关系④载流子的扩散和漂移运动，爱因斯坦关系⑤强电场效应，热载流子第五章非平衡载流子[考试要求]本章要求学生掌握非平衡载流子的注入与复合，了解各种复合理论，连续性方程。
[考试内容]①非平衡载流子的注入与复合②各种复合理论③连续性方程第六章p-n结[考试要求]本章要求学生掌握p-n结概念及其能带图，掌握理想p-n结的电流电压关系，了解p-n 结电容，了解实际p-n结的电流电压关系、p-n结击穿、p-n结隧道效应等。
半导体物理复习提纲
半导体物理复习提纲《半导体物理学》复习提纲第⼆章平衡状态下半导体体材的特性重点掌握描述每个量⼦态被电⼦占据的⼏率随能量E变化的分布函数；费⽶能级E F；本征半导体的载流⼦浓度；掺杂半导体的载流⼦浓度；第三章⾮平衡状态下半导体体材的特性重点掌握⾮平衡状态指的是什么；载流⼦的漂移输运现象；载流⼦的扩散输运现象；电导率⽅程；爱因斯坦关系；布尔兹曼关系；连续性-输运⽅程第四章平衡和偏置状态下的PN结特性重点掌握PN的能带图；接触势；PN结的偏置；耗尽区厚度与电压的关系；结电容第五章PN结的伏-安特性重点掌握肖克莱定律；正偏条件下的PN 结特性；反偏条件下的PN 结特性；PN 结的瞬态特性第六章半导体表⾯和MIS 结构重点掌握p 型和n 型半导体积累、耗尽、反型和强反型状态下的表⾯感⽣电荷层表⾯势；p 型和 n 型半导体在积累、耗尽、反型和强反型状态下的能带结构MIS 结构的 C-V 第七章⾦属-半导体接触和异质结重点掌握⾦属和掺杂半导体形成的接触；肖特基势垒；功函数；半导体的亲和能；例题：1，分别计算⽐E F ⾼2kT 、3 kT 和低2 kT 、3 kT 能级电⼦的占有⼏率（e = 2.7183）。
解：(1) ⽐E F ⾼2kT 的能级2F E E kT-=根据()()21110.1192117.38911F E E kTf E ee-====+++(2) ⽐E F ⾼3kT 的能级3F E E kT-=根据()()31110.0474121.08591F E E kTf E ee-==(3) ⽐E F 低2kT 的能级2F E E kT-=根据()()21110.8807110.13531F E E kTf E ee--====+++(4) ⽐E F ⾼3kT 的能级3F E E kT-=根据()()31110.95251 1.04981F E E kTf E ee--====++⽐E F ⾼2kT ，3 kT 和低2 kT ，3 kT 能级电⼦的占有⼏率分别是12%、5%、88% 和95%。
半导体物理复习提纲Word版
基础知识1.导体，绝缘体和半导体的能带结构有什么不同?并以此说明半导体的导电机理（两种载流子参与导电）与金属有何不同？导体能带中一定有不满带；绝缘体能带中只有满带和空带，禁带宽度较宽一般大于2eV；半导体T=0 K时，能带中只有满带和空带，T>0 K时，能带中有不满带，禁带宽度较小，一般小于2eV。
（能带状况会发生变化）半导体的导带没有电子，但其价带中电子吸收能量，会跃迁至导带，价带中也会剩余空穴。
在外电场的情况下，跃迁到导带中的电子和价带中的空穴都会参与导电。
而金属中价带电子是非满带，在外场的作用下直接产生电流。
2.什么是空穴?它有哪些基本特征?以硅为例，对照能带结构和价键结构图理解空穴概念。
当满带附近有空状态k’时，整个能带中的电流，以及电流在外场作用下的变化，完全如同存在一个带正电荷e和具有正有效质量|m n* | 、速度为v（k’）的粒子的情况一样，这样假想的粒子称为空穴。
3.半导体材料的一般特性。
（1）电阻率介于导体与绝缘体之间（2）对温度、光照、电场、磁场、湿度等敏感（3）性质与掺杂密切相关4.费米统计分布与玻耳兹曼统计分布的主要差别是什么？什么情况下费米分布函数可以转化为玻耳兹曼函数？为什么通常情况下，半导体中载流子分布都可以用玻耳兹曼分布来描述？麦克斯韦-玻尔兹曼统计的粒子是可分辨的；费米-狄拉克统计的粒子不可分辨，而且每个状态只可能占据一个粒子。
低掺杂半导体中载流子遵循玻尔兹曼分布，称为非简并性系统；高掺杂半导体中载流子遵循费米分布，称为简并性系统。
费米分布：f(E)=11+exp(E−E Fk0T )玻尔兹曼分布：f(E)=e−E−E Fk0T空穴分布函数：f V(E)=1−f(E)=1exp(−E−E Fk0T )+1（能态E不被电子占据的几率）当E-E F≫k0T时有exp(E−E Fk0T )≫1，所以1+exp(E−E Fk0T)≈exp(E−E Fk0T)，则费米分布函数转化为f(E)=e−E−E Fk0T，即玻尔兹曼分布。
考试大纲-半导体物理
半导体物理考试大纲第一部分：半导体中的电子状态一．理解下列基本概念能级，能级简并化，共有化运动，能带（导带，价带，满带，空带），禁带，有效质量，纵向（横向）有效质量，k空间等能面，本征半导体，本征激发，空穴（重空穴，轻空穴），载流子。
二．分析掌握下列基本问题1．能带的特点，能带的杂化，能带的描述。
2．导体，半导体，绝缘体能带结构的区别。
3．本征半导体的导电原理。
4．Si，Ge，GaAs能带结构的异同点。
第二部分：半导体中杂质和缺陷能级一．理解下列基本概念杂质，替位式杂质，间隙式杂质，杂质能级施主杂质，施主能级，正电中心，施主电离，电离能，n型半导体受主杂质，受主能级，负电中心，受主电离，P型半导体浅能级杂质，深能级杂质，杂质补偿，中性杂质二．分析掌握下列基本问题1．N型半导体和p型半导体的导电原理2．某些杂质在半导体中产生若干个能级的原理3．杂质的补偿原理及其利弊4．位错在Si（Ge）中起施主或受主作用的原理，及其对Eg的影响第三部分：半导体中载流子的统计分布一．理解下列基本概念热平衡状态，热平衡载流子，费米能级非简化性系统，非简并半导体，简并性系统，简并半导体有效状态密度，状态密度有效质量，多数载流子，少数载流子二．分析掌握下列基本问题1．费米分布函数的性质2．玻氏分布代替费米分布的条件3．导带电子浓度和价带空穴浓度表示式分析推导的思想方法4．杂质半导体EF随杂质浓度变化关系，随温度的变化关系5．载流子浓度随温度的变化关系6．区分半导体载流子出现非简并，弱简并，简并的标准5．各种热平衡状态下半导体电中性条件三．熟识公式并运用1．费米分布函数表示式2．玻氏分布函数表示式3．导带电子浓度，价带空穴浓度表示式4．本征载流子浓度表示式，本征费米能级表示式5．载流子浓度乘积表示式，及其与本征载流子浓度的关系6．饱和电离温度区载流子浓度及EF的表示式（n型和p型半导体）7．过渡温度区载流子浓度表示式（n-s 和p-s）8．简并半导体载流子浓度表示式9．已电离杂质浓度表示式第四部分：半导体的导电性一．理解下列基本概念电流密度，漂移运动，平均漂移速度，迁移率自由时间，平均自由时间，电导有效质量载流子散射，散射几率，格波，声子，弹性散射，非弹性散射热载流子二．分析掌握下列基本问题1．迁移率概念的引进，迁移率简单理论分析的思想方法2．电离杂质散射机理3．迁移率与杂质和温度的关系4．电阻率与杂质和温度的关系5．波尔兹曼方程建立的思想方法6．统计理论分析与简单理论分析得到半导体电导率结果比较7．强电场作用下半导体发生欧姆定律偏离的原因，热载流子产生三．熟识公式并运用1．欧姆定律的微分形式2．电导率表示式（混合型，n型，p型，本征型半导体）3．迁移率表示式4．电离杂质散射和晶格散射几率与温度关系5．电阻率表示式（混合型，n型，p型，本征型半导体）6．波尔兹曼方程表示式7．电导率统计理论的结果表示式第五部分：非平衡载流子一．理解下列基本概念载流子的产生率，复合率，净复合率电子—空穴对的复合几率，半导体非平衡态；非平衡载流子非平衡载流子的复合率，复合几率，积累率准费米能级，非平衡载流子寿命，有效寿命（表观寿命）直接复合，简介复合，表面复合，复合截面，复合中心，复合中心能级陷阱效应，陷阱，陷阱中心扩散系数，扩散长度，扩散速度，牵引长度二．分析掌握下列基本问题1．半导体热平衡态和非平衡态特点的比较2．非平衡载流子的注入与检验的方法的原理3．非平子随时间衰减规律，及其推证思想方法，寿命τ的物理意义4．准费米能级的特点5．复合过程的性质6．直接复合过程分析7．间接复合的特点，间接复合过程的分析8．金在Si中如何起复合中心作用9．表面复合存在的依据及解释10．杂质在半导体中的作用，杂质能级在怎样情况下才有明显的陷阱效应作用，怎样分析最有效的陷阱11．一维稳定扩散的特点，一维稳定扩散的分析思想方法12．爱恩斯坦关系推证的思想方法13．非平载流子既漂移又扩散时的非平子浓度分析14．连续性方程的意义以及具体情况下的求解三．熟识公式并运用1．非平衡载流子随时间衰减规律表示式2．非平衡载流子复合率与非平衡载流子浓度关系表示式3．非平衡导体电子浓度（价带空穴浓度）表示式4．直接复合机构决定的非平衡载流子寿命表示式（大，中，小信号）5．间接复合理论分析得到的非平衡载流子寿命表示式6．连续性方程表示式第六部分：金属和半导体接触一．理解下列基本概念半导体表面，空间电荷区，表面势，表面势垒，表面势垒高度功函数，接触电势垒，接触势垒，高阻区（阻挡层），高电导区（反阻挡层）耗尽层，少子注入，欧姆接触，肖特基势垒二．分析掌握下列基本问题1．外电场作用下半导体表面空间电荷区的形成，表面层电场，电势，电势能的分布及能带图。
博士研究生入学考试《半导体物理》考试大纲
博士研究生入学考试《半导体物理》考试大纲本《半导体物理》考试大纲适用于化学工程及技术一级学科新型光电材料制备方向的博士研究生入学考试。
半导体物理学是现代微电子学与固体电子学的重要基础理论课程，它的主要内容包括半导体的晶格结构和电子状态；杂质和缺陷能级；载流子的统计分布；载流子的散射及电导问题；非平衡载流子的产生、复合及其运动规律；半导体的表面和界面─包括p-n结、金属半导体接触、半导体表面及MIS 结构、异质结；半导体的光、热、磁、压阻等物理现象和非晶半导体部分。
要求考生对其基本概念有较深入的了解，能够系统地掌握书中基本定律的推导、证明和应用，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。
一、考试方式与时间博士研究生入学《半导体物理》考试为笔试，闭卷考试，考试时间为180分钟。
二、考试主要内容和要求（一）半导体中的电子状态1、考试内容（1）半导体的晶格结构和结合性质；（2）半导体中的电子状态和能带；（3）半导体中的电子运动和有效质量；（4）本征半导体的导电机构，空穴，回旋共振；（5）硅和锗的能带结构；（6）III－V族化合物半导体的能带结构；（7）II－VI族化合物半导体的能带结构。
2、考试要求了解半导体的晶格结构和结合性质的基本概念。
理解半导体中的电子状态和能带的基本概念。
3．掌握半导体中的电子运动规律，理解有效质量的意义。
理解本征半导体的导电机构，理解空穴的概念。
熟练掌握空间等能面和回旋共振的相关公式推导、并能灵活运用。
理解硅和锗的能带结构，掌握有效质量的计算方法。
了解III －V族化合物半导体的能带结构。
了解II－VI族化合物半导体的能带结构（二）半导体中杂质和缺陷能级1、考试内容（1）硅、锗晶体中的杂质能级；（2）III－V族化合物中杂质能级，缺陷、位错能级1 / 12、考试要求理解替位式杂质、间隙式杂质、施主杂质、施主能级、受主杂质、受主能级的概念。
简单计算浅能级杂质电离能。
了解杂质的补偿作用、深能级杂质的概念。
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912半导体物理考试大纲
考试内容
1、半导体晶体结构和半导体的结合性质（1-1主要的几种结构）；
2、半导体中的电子状态：
（1）半导体能带的形成（1-2共有化运动），
（2）Ge、Si、GaAs能带结构（1-6,1-7，主要是导带和价带的结构），（3）有效质量、空穴（1-3,1-4定义要求）
（4）杂质和缺陷能级（2-1施主杂质，施主能级，受主杂质，受主能级，杂质的补偿，深能级和浅能级杂质）；
3、热平衡下半导体载流子的统计分布：
（1）状态密度、费米能级、（3-1,3-2理解定义）
（2）本征半导体（3-3）和杂质半导体的载流子浓度（3-4浓度与温度的关系图），（3）简并半导体和重掺杂效应(3-6定义要求)；
注意：计算主要在这一章
4、半导体的导电性：
（1）半导体导电原理（载流子的漂移和扩散运动），
（2）载流子的漂移运动、迁移率、散射机构（4-1,4-2定义要求），
（3）半导体电阻率(电导率)随温度和杂质浓度的变化规律（关系图），
（4）强电场效应、热载流子，负阻效应（4-6,4-7定义要求）；
5、非平衡载流子：
（1）非平衡载流子与准费米能级，非平衡载流子注入与复合（5-1,5-2,5-3定义要求）
（2）复合理论（5-4复合的分类）
（3）非平衡载流子寿命，爱因斯坦关系，载流子漂移、扩散运动（5-6,5-7定义要求），
（4）缺陷效应（定义要求5-5），
（5）连续性方程（5-8计算题可能）；
6、pn结：
（1）平衡与非平衡pn结特点及其能带图（6-1能带图和载流子的分布图），
（2）pn结的I-V特性（6-2J-V曲线，反向饱和电流的定义）
（3）电容特性（6-3势垒电容和扩散电容的定义）
（4）开关特性（单向导电性）
（5）击穿特性（6-4雪崩击穿，隧道击穿和热击穿）；
7、金属和半导体接触：
（1）半导体表面态（了解）
（2）表面电场效应（8-2五种状态图及其对应的各个阶段的状态）（3）金属与半导体接触特性（7-1欧姆接触和肖特基接触）
（4）MIS结构电容-电压特性（8-3图及其对应的各个阶段），
8、半导体异质结：
（1）异质结的形成机理（9-1定义要求）
（2）能带图（9-1突变反型异质结和突变同型异质结）；
9、半导体的光学性质及光电效应：
（1）半导体的光吸收，半导体光电导（10-2定义要求）
（2）半导体光生伏特效应（10-4定义要求）
（3）半导体发光（10-5定义要求及分类）
（4）半导体激光器（10-6发光原理）；
10、半导体热电、磁电及压阻效应：
（1）半导体热传导及热电效应（11-1定义要求）
（2）半导体的霍耳效应（12-1定义要求）
（3）半导体的压阻效应（12-7定义要求）。
六、考试题型
概念题、分析论述题、推导题、作图题、计算题
七、参考书目
1、《半导体物理学》，刘恩科等编，国防工业出版社。
2、《半导体物理学基础教程》，冯文修等编，国防工业出版社。