《半导体物理》复习大纲

《半导体物理》复习大纲
题型：名词解释、选择、填空、简答、问答、画图、证明、计算
第一章：半导体中的电子状态
1、晶体结构、点阵及基元的关系
2、Wigner-Seitz初基晶胞的定义
3、晶面、晶列与晶向的关系
4、十四种晶体结构是什么
5、布喇格定律、倒易点阵、布里渊区
6、电子共有化运动及其产生结果是什么？
7、硅、锗能带的特点是什么？
8、如何理解电子在周期性势场中运动（即：E（k）和k的关系的定量计算
理解）？
9、怎样从能带区分绝缘体、半导体和导体？
10、有效质量的理解
11、导电机构的理解
12、回旋共振
13、硅和锗的能带结构
第二章：半导体中杂质和缺陷能级
1、替位式杂质与间隙式杂质的定义，计算间隙式原子占晶胞空间的百分比？
2、间隙式扩散和替位式扩散的理解
3、施主杂质和受主杂质的概念
4、掺杂元素与电导类型的关系、施主能级、受主能级、杂质电离能
5、浅能级杂质与深能级杂质的区别，几种常见的浅能级杂质是什么？
6、浅能级杂质电离能的简单计算
7、杂质补偿的理解
8、点缺陷种类有哪些？及它们的特点以及对半导体性能的影响是什么？
9、位错的理解
第三章：热平衡状态下载流子的统计分布
1、什么是热平衡状态？
2、状态密度的理解及其计算
3、状态密度g c（E）和g v（E）与能量E的关系？抛物线。

状态密度与有效质
量的关系？有效质量决定了开口大小。

有效质量与状态密度的关系？有效质量大的能带中的状态密度大。

4、什么是费米分布函数？它反映了什么物理含义？它与温度和能量的关系是什
么？
5、电子占据杂质能级的几率？
6、什么是费米能级？不同掺杂浓度半导体材料费米能级的差别是什么？
7、什么是波尔兹曼分布？它的物理含义是什么？波尔兹曼分布满足的前提条件
是什么？它和费米分布的区别是什么？
8、电子的玻氏分布于空穴玻氏分布
9、简并系统和非简并系统
10、导带电子浓度和价带空穴浓度的表达式是什么？
11、影响平衡时电子浓度和空穴浓度的因素？（有效质量、温度、E F）
12、平衡态电子、空穴浓度积及其影响因素是什么？（有效质量、温度、E g）
13、本征半导体费米能级的位置及其定性推倒
14、杂质能级上的电子和空穴浓度表达式及其理解
15、杂质半导体的电中性条件是什么？
16、杂质半导体在不同温度区域的电导性能（n0、p0）和费米能级的变化及主导
机制是什么？（低温弱电离、中间电离、强电离、过渡区、本征激发）17、已知工作温度，如何确定材料的掺杂范围？已知材料的掺杂范围，如何确定
其工作温度？
18、简并半导体的载流子浓度分布
19、杂质能带、杂质带导电、禁带变窄效应、
第四章：半导体导电性
1、电阻率、电导率、电流密度、电场强度、漂移速度以及迁移率之间的关系
2、载流子散射的定义
3、平均自由程的定义
4、平均自由时间与散射几率的关系
5、迁移率、电导率与平均自由时间的关系
6、载流子输运过程中遇到的散射机构有哪些？电离杂质、晶格散射
7、横波、纵波、光学波、声学波的理解
8、对于不同类型晶体受到散射的机构不同，原子晶体是纵声学波，离子晶体是
纵光学波散射。

9、温度不同时候的主要散射机构不同。

低温是电离杂质散射、高温是晶格散射
10、温度、杂质浓度以及电子有效质量怎样影响迁移率的
11、半导体电阻率与温度和杂质浓度的关系
12、什么是强电场效应
13、什么是霍尔效应
第五章：非平衡载流子
1、什么是非平衡条件，产生非平衡载流子的集中可能非平衡条件是什么？
2、什么是注入？大注入与小注入的区别是什么？
3、非平衡载流子随时间变化的规律是什么？
4、理解非平衡载流子的平均寿命
5、什么是准费米能级？准费米能级反映了什么物理含义？
6、半导体由平衡态过渡到非平衡态的过程之中，统一费米能级与准费米能级有
什么区别或联系？
7、非平衡态载流子浓度乘积与平衡态时候的区别，及其导致这些区别的原因
8、非平衡载流子的复合种类
9、直接复合的复合率和产生率的理解
10、直接复合的净复合率和非子寿命
11、间接复合的俘获率、电子产生率
12、间接复合的复合率和寿命
13、什么是有效的复合中心
14、表面复合的理解
15、俄歇复合的理解
16、陷阱效应的理解
17、什么是飘移运动和扩散运动
18、扩散流密度的概念
19、扩散电流密度和扩散流密度的关系？非平衡载流子的扩散电流密度怎么
表示？
20、漂移电流密度的表达式是什么？
21、半导体中总电流密度由什么构成？
22、爱因斯坦关系式是什么？怎么推导？
23、电流连续性方程考虑了哪些因素？它的表达式是什么？
24、根据实际情况，化简电流连续性方程
第六章：PN结
1、平衡PN结的特点是什么？
2、平衡PN结的能带图，并且画出耗尽区宽度、势垒高度。

3、接触电势差的表达式，及区影响因素
4、少子和多子在PN结内部的表达式，及其中各项的物理含义
5、非平衡状态下的PN结
6、理想pn结模型及其电流-电压
7、影响pn结电流-电压特性偏离理想方程的各种因素
8、PN结电容的来源和种类
9、突变结和缓变结的势垒电容
10、扩散电容
11、PN结击穿的几种类型（雪崩、隧道、热电击穿）
12、隧道结的原理，形成隧道结的条件是什么？
第七章：金属和半导体的接触
1、功函数、电子亲和势的概念
2、金属-半导体接触（接触电势差、阻挡层、反阻挡层）及其能带图
3、表面态对接触势垒的影响（费米钉扎）
4、金属-半导体接触形成的肖特基势垒具有整流效应，为什么？
5、热电子发射理论
6、少数载流子的注入
7、金属-半导体接触形成的欧姆接触不具有整流效应，为什么？
8、欧姆接触和肖特基接触形成的前提条件是什么？
第八章：半导体表面与MIS结构
1、理想表面与实际表面的理解
2、施主表面态和受主表面态的理解
3、在MIS结构中，半导体形成表面电场的原因是什么？表面态、功函数差、
氧化层中的杂质离子
4、MIS结构在施加不同栅极电压的情况下，将经过几种不同的状态？半导体表
面的能带、空间电荷、表面势以及空间的载流子浓度将发生什么变化？
5、在理想MIS结构的C-V特性曲线中，说明各个区域分别对应于MOS二极
管的什么状态（堆积、耗尽、反型）？以及在各个时刻为什么电容会有这些变化趋势？
6、实际MIS结构C-V特性曲线的平移和什么因素有关系？他们的关系是什
么？
第九章：半导体异质结
1、半导体异质结的分类
2、半导体异质结的能带情况和什么因素有关系？如何绘制异质结的能带图？。