半导体简答题

1. 在怎样条件下，电流密度随电场强度成线性变化?在强电场下,欧姆定律是否仍然正确? 电场强度不大的条件下；不正确 2.产生负微分电导的条件是什么？

3.如何用霍耳效应来测量出半导体的导电类型、载流子浓度及迁移率？ 从霍尔电压的正负可以判别半导体的导电类型；测出RH可求载流子浓度；测出电导率可求出霍尔迁移率。

4.具有相同电阻率的掺杂锗和硅,哪一个材料的少子浓度高?为什么? 锗的少子浓度高。由电阻率=1/nqu和（ni）2=n0p0以及硅和锗本征载流子浓度的数量级差别，可以算出锗的少子浓度高。

5.电导有效质量与状态密度有效质量有何区别?它们与电子的纵向有效质量和横向有效质量的关系如何?

当导带底的等能面不是球面时，不同方向的电导的有效质量就不同，且态密度分布可能不同，通过把不同的电导有效质量进行加权平均，就可以换算得到状态密度的有效质量。

6.什么是声子?它对半导体材料的电导起什么作用?

声子是晶格振动的简正模能量量子，声子可以产生和消灭，有相互作用的声子数不守恒，声子动量的守恒律也不同于一般的粒子，并且声子不能脱离固体存在。电子在半导体中传输时若发生晶格振动散射，则会发出或者吸收声子，使电子动量发生改变，从而影响到电导率。 7.半导体的电阻温度系数是正还是负的?为什么? 负的，迁移率随温度的升高逐渐降低

1.区别半导体平衡状态和非平衡状态有何不同？什么叫平衡载流子？半导体的热平衡状态是相对的，有条件的。如果对半导体施加外界作用，破坏了热平衡条件，这就迫使它处于与热平衡状态相偏离的状态，称为非平衡状态。处于非平衡态的半导体比平衡态多出来的这部分载流子称为非平衡载流子。

2.在平衡情况下，载流子有没有复合这种运动形式？为什么着重讨论非平衡载流子的复合运动？ 有， 3.什么是俄歇复合?

在半导体中，电子与空穴复合时，把能量或者动量，通过碰撞转移给另一个电子或者另一个空穴，造成该电子或者空穴跃迁的复合过程叫俄歇复合

4.为什么不能用费米能级作为非平衡载流子浓度的标准而要引入准费米能级？准费米能级和费米能级有何区别？

当热平衡状态受到外界影响，遭到破坏, 使半导体处于非平衡状态,不再存在统一的费米能级,因为费米能级和统计分布函数都是指热平衡状态下。而分别就价带和导带中的电子来说,它们各自基本上处于平衡状态,导带和价带之间处于不平衡状态，准费米能级是不重合 的。

1.为什么在非平衡条件下，能用电子准费米能级来描述导带的电子分布，而不能用于描述价带的空穴分布？

因为在非平衡状态下，导带和价带在总体上处于非平衡，不能用统一的费米能级来描述导带中的电子和价带中的空穴按能量的分布问题，而导带中的电子和价带中的空穴按能量在各自的能带中处于准平衡分布

2.区别平均自由时间、弛豫时间和非平衡载流子寿命的意义？ 平均自由时间是载流子连续两次散射平均所需的自由时间，非平衡载流子的寿命是指非平衡载流子的平均生存时间。前者与散射有关，散射越弱，平均自由时间越长；后者由复合几率决定，它与复合几率成反比关系。

3.如何区别深能级是复合中心还是陷井中心？

间接复合效应是指非平衡载流子通过位于禁带中特别是位于禁带中央的杂质或缺陷能级Et而逐渐消失的效应，Et的存在可能大大促进载流子的复合；陷阱效应是指非平衡载流子落入位于禁带中的杂质或缺陷能级Et中，使在Et上的电子或空穴的填充情况比热平衡时有较大的变化，从引起Δn≠Δp，这种效应对瞬态过程的影响很重要。此外，最有效的复合中心在禁带中央，而最有效的陷阱能级在费米能级附近。一般来说，所有的杂质或缺陷能级都有某种程度的陷阱效应，而且陷阱效应是否成立还与一定的外界条件有关。

1.解释一下连续性方程中各项的含义？

第1项-由于扩散运动,单位时间单位体积中积累的空穴数；第2,3项-由于漂移运动,单位时间单位体积中积累的空穴数；第4项-由于其它某种因素单位时间单位体积中产生的空穴数(产生率)；第5项-为由于存在复合过程单位时间单位体积中复合消失的空穴数。 2.非平衡载流子从半导体表面向体内扩散时，电子和空穴的扩散速度是否相同，稳定时它们在半导体内部的分布是否相同。

由于扩散系数的不同,就是说在相同温度下电子与空穴的迁移率不同.其速度为迁移率和电势能的乘积,所以速度不同。 3. 什么是丹倍效应?什么是光磁效应?

丹倍效应：非平衡载流子扩散速度的差异而引导起的光照方向产生电场和电位差。光磁效应：在光辐射情况下，物质磁性会发生变化的现象。

5. D，μ，τ，L四个参量之间的关系如何?检查他们各自的单位，考论扩散系数与那些物理量有关? L=(Dτ)1/2 D=kTμ/q

6. 如下图所示， AB能带倾斜，费米能级在同一水平线上，在这种情况下，是否存在：

1) 电子扩散流 2) 电子漂移流 3) 总电流

来进行电流传导；肖特基结的主要传导机制是半导体中多数载流子的热电子发射越过电势势垒而进入金属中。

3.比较扩散理论和热电子发射理论的异同点，其物理实质有何不同。 以N型半导体为例（1）热电子发射理论：当n型阻挡层很薄，以至于电子平均自由程远大于势垒宽度时，电子在势垒区的碰撞可以忽略，因此，这时起决定作用的是势垒高度。半导体内部的电子只要有足够的能量越过势垒的顶点，就可以自由地通过阻挡层进入金属。同样，金属中能超越势垒顶的电子也都能到达半导体内。理论计算可以得出，这时的总电流密度Jst与外加电压无关，是一个更强烈地依赖于温度的函数。 （2）扩散理论：对于n型阻挡层，当势垒宽度比电子平均自由程大得多时，电子通过势垒区将发生多次碰撞，这样的阻挡层称为厚阻挡层。扩散理论正是适用于这样的厚阻挡层。此时，总电流密度JsD与外加电压有关。 4.何谓热电子？

半导体中的电子可以吸收一定能量（如光子、外电场等）而被激发，处于激发态的电子称为热电子，处于激发态的电子可以向较低的能级跃迁，如果以光辐射的形式释放出能量，这就是半导体的发光现象

1.金属和半导体的功函数是如何定义的？半导体的功函数与那些因素有关？

金属的功函数表示一个起始能量等于费米能级的电子，由金属内部逸出到表面外的真空中所需的最小能量。E0与费米能级之差称为半导体

的功函数。与费米能级，电子的亲和能有关

2.说明金属-半导体接触在什么条件下能形成接触势垒（阻挡层）？分析n型和p型形成阻挡层和反阻挡层的条件？

所谓阻挡层，在半导体的势垒区，形成的空间电荷区，它主要由正的电离施主杂质或负的电离受主杂质形成，其多子电子或空穴浓度比体内小得多，是一个高阻区域，在这个区域能带向上或向下弯曲形成电子或空穴的阻挡。

3.分别画出n型和p型半导体与金属接触时的能带图（分别为Ws>Wm，Ws

4.半导体的表面态是怎样影响势垒高度的？

半导体表面态密度很高时（>1017eV-1*cm-2),它可屏蔽金属接触的影响，使得势垒高度与金属功函数几乎无关，而由半导体表面性质决定。当表面态密度不是很高时，金属功函数对势垒高度产生不同程度的影响。

习题:P144 1，3，4，7 习题:P145 12，14，17 习题:P176 1.5.9.11.12 习题：P194 3,6,8

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/x5h6.html