半导体物理答案

一、选择

1.与半导体相比较，绝缘体的价带电子激发到导带所需的能量（比半导体的大）；

2.室温下，半导体Si 掺硼的浓度为1014cm -3，同时掺有浓度为1.1×1015cm -3的磷，则电子浓

度约为（1015cm -3 ），空穴浓度为（2.25×105cm -3），费米能级为（高于E i ）；将该半导体由室

温度升至570K ，则多子浓度约为（2×1017cm -3），少子浓度为（2×1017cm -3），费米能级为（等

于E i ）。

3.施主杂质电离后向半导体提供（电子），受主杂质电离后向半导体提供（空穴），本征激发

后向半导体提供（空穴、电子）；

4.对于一定的n 型半导体材料，温度一定时，减少掺杂浓度，将导致（E F ）靠近E i ；

5.表面态中性能级位于费米能级以上时，该表面态为（施主态）；

6.当施主能级E D 与费米能级E F 相等时，电离施主的浓度为施主浓度的（1/3）倍；

重空穴是指（价带顶附近曲率较小的等能面上的空穴）

7.硅的晶格结构和能带结构分别是（金刚石型和间接禁带型）

8.电子在晶体中的共有化运动指的是电子在晶体（各元胞对应点出现的几率相同）。

9.本征半导体是指（不含杂质与缺陷）的半导体。

10.简并半导体是指（(E C -E F )或(E F -E V )≤0）的半导体

11.3个硅样品的掺杂情况如下：

甲．含镓1×1017cm -3；乙.含硼和磷各1×1017cm -3；丙.含铝1×1015cm -3

这三种样品在室温下的费米能级由低到高（以E V 为基准）的顺序是(甲丙乙)

12.以长声学波为主要散射机构时，电子的迁移率μn 与温度的（B 3/2次方成反比）

13.公式*

/q m μτ=中的τ是载流子的（平均自由时间）。

14.欧姆接触是指（阻值较小并且有对称而线性的伏－安特性）的金属－半导体接触。

15.在MIS 结构的金属栅极和半导体上加一变化的电压，在栅极电压由负值增加到足够大的

正值的的过程中，如半导体为P 型，则在半导体的接触面上依次出现的状态为（多数载流子

堆积状态，多数载流子耗尽状态，少数载流子反型状态）。

16.在硅和锗的能带结构中，在布里渊中心存在两个极大值重合的价带，外面的能带（曲率

小），对应的有效质量（大），称该能带中的空穴为(重空穴E )。

17.如果杂质既有施主的作用又有受主的作用，则这种杂质称为（两性杂质）。

18.在通常情况下，GaN 呈（纤锌矿型 ）型结构，具有（六方对称性），它是（直接带隙）

半导体材料。

19.同一种施主杂质掺入甲、乙两种半导体，如果甲的相对介电常数εr 是乙的3/4， m n */m 0

值是乙的2倍，那么用类氢模型计算结果是（甲的施主杂质电离能是乙的32/9，的弱束缚

电子基态轨道半径为乙的3/8 ）。

20.一块半导体寿命τ=15µs ，光照在材料中会产生非平衡载流子，光照突然停止30µs 后，

其中非平衡载流子将衰减到原来的（1/e 2）。

21.对于同时存在一种施主杂质和一种受主杂质的均匀掺杂的非简并半导体，在温度足够高、

n i >> /N D -N A / 时，半导体具有 （本征） 半导体的导电特性。

22.在纯的半导体硅中掺入硼，在一定的温度下，当掺入的浓度增加时，费米能级向（Ev ）

移动；当掺杂浓度一定时，温度从室温逐步增加，费米能级向( Ei )移动。

23.把磷化镓在氮气氛中退火，会有氮取代部分的磷，这会在磷化镓中出现（产生等电子陷

阱）。

24.对于大注入下的直接复合，非平衡载流子的寿命不再是个常数，它与（非平衡载流子浓

度成反比）。

25.杂质半导体中的载流子输运过程的散射机构中，当温度升高时，电离杂质散射的概率和

晶格振动声子的散射概率的变化分别是（变小，变大）。

26.如在半导体的禁带中有一个深杂质能级位于禁带中央，则它对电子的俘获率（等于）空

穴的俘获率，它是（有效的复合中心）。

27.同一块半导体中，电子的有效质量小于空穴的有效质量，所以电子的迁移率（大于）空

穴的迁移率。

28.下列半导体材料中，属于N 型半导体的是（锗掺入磷）。

29.pn结空间电荷区又称为（耗尽区）。

30.主要利用半导体的（隧道效应）制造欧姆接触。

31.光强度一定是，在半导体温度升高，非平衡载流子浓度（不变）。

32.温度一定时，半导体掺杂浓度增加其导电性（增大）。

33.下列半导体材料中，属于直接带隙半导体的是（砷化镓）。

34.N型半导体，随着掺杂浓度增加，费米能级（上升）。

35.非平衡载流子通过复合中心的复合称为（间接复合）。

36.制造半导体器件时，必须引出金属端子引脚，必然出现金属与半导体接触，此时需要采取（欧姆接触）方法减少接触对器件特性影响。

二、填空

1．纯净半导体Si中掺V族元素的杂质，当杂质电离时释放。这种杂质称杂质；相应的半导体称型半导体。

2．当半导体中载流子浓度的分布不均匀时，载流子将做运动；在半导体存在外加电压情况下，载流子将做运动。

3．n o p o=n i2标志着半导体处于状态，当半导体掺入的杂质含量改变时，乘积n o p o 改变否？；当温度变化时，n o p o改变否？。

4．非平衡载流子通过而消失，叫做寿命τ，寿命τ与在中的位置密切相关，对于强p型和强n型材料，小注入时寿命τn 为，寿命τp为。

5．是反映载流子在电场作用下运动难易程度的物理量，是反映有浓度梯度时载流子运动难易程度的物理量，联系两者的关系式是，称为关系式。

6．半导体中的载流子主要受到两种散射，它们分别是和

。前者在下起主要作用，后者在

下起主要作用。

7．半导体中浅能级杂质的主要作用是；深能级杂质所起的主要作用。

8．对n型半导体，如果以E F和E C的相对位置作为衡量简并化与非简并化的标准，那末，为非简并条件；为弱简并条件；为简并条件。

12．当P-N结施加反向偏压增大到某一数值时，反向电流密度突然开始迅速增大的现象称为，其种类为：、和。

13．指出下图各表示的是什么类型半导体？

14．当半导体中载流子浓度存在浓度梯度时，载流子将做运动；半导体存在电势差时，载流子将做运动，其运动速度正比于，比例系数称为。

15．np>n i2意味着半导体处于状态，其中n= ；

p 。这时半导体中载流子存在净复合还是净产生？。16．半导体中浅能级杂质的主要作用是增强载流子的浓度；深能级杂质所起的主要作用增强载流子的复合。

17．非平衡载流子通过而消失，叫做寿命τ，寿命τ与在中的位置密切相关，当寿命τ趋向最