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1、半导体物理期末复习大纲期末复习大纲在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么复习提示 l l书本、作业通读有帮助书本、作业通读有帮助书本、作业通读有帮助书本、作业通读有帮助l l基本常数、核心公式、重要物理图像要记牢基本常数、核心公式、重要物理图像要记牢基本常数、核心公式、重要物理图像要记牢基本常数、核心公式、重要物理图像要记牢l l各个概念、基础物理常识要熟悉各个概念、基础物理常识要熟悉各个概念、基础物理常识要熟悉各个概念、基础物理常识要熟悉l l该理解的要自己推导一遍，理顺思路该理解的要自己推导一遍，理顺思路该理解的要自己推导一
2、遍，理顺思路该理解的要自己推导一遍，理顺思路l l上课只讲上课只讲上课只讲上课只讲n(p)n(p)型型型型SiSi的内容，最好自己推导对应的的内容，最好自己推导对应的的内容，最好自己推导对应的的内容，最好自己推导对应的p(n)p(n)型型型型SiSi的内容。的内容。的内容。的内容。l l复习大纲只是重点提示，考试内容则覆盖全部授复习大纲只是重点提示，考试内容则覆盖全部授复习大纲只是重点提示，考试内容则覆盖全部授复习大纲只是重点提示，考试内容则覆盖全部授课内容。课内容。课内容。课内容。在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么11 半
3、半导体的晶体体的晶体结构和构和结合性合性质1.常见半导体的常见半导体的3种晶体结构；种晶体结构；2.常见半导体的常见半导体的2种化合键。种化合键。1.电子的共有化运动，导带、价带、禁带的形成；电子的共有化运动，导带、价带、禁带的形成；2.周期性波函数周期性波函数(布洛赫波函数布洛赫波函数)；3.导体、半导体、绝缘体的能带与导电性能的差异。导体、半导体、绝缘体的能带与导电性能的差异。1.2 半半导体中体中电子的状子的状态与能与能带的形成的形成1.有效质量的意义和计算；有效质量的意义和计算；2.半导体平均速度和加速度。半导体平均速度和加速度。1.3 半导体中电子的运动半导体中电子的运动 和和 有效
4、质量有效质量(重点）重点）1.硅和锗的导带结构硅和锗的导带结构2.硅和锗的价带结构硅和锗的价带结构3.GaAs的能带结构的能带结构 1.5 半导体的能带结构半导体的能带结构两种载流子的比较两种载流子的比较直接带隙半导体和间接带隙半导体直接带隙半导体和间接带隙半导体第一章第一章 半导体中的电子状态半导体中的电子状态1.4 半导体中载流子的产生及导电机构半导体中载流子的产生及导电机构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么1.杂质在杂质在Si、Ge、GaAs中的存在形式中的存在形式2.浅能级杂质的特点及在半导体中的作用；浅能级杂质的特
5、点及在半导体中的作用；3.浅能级杂质电离能的计算；浅能级杂质电离能的计算；4.杂质补偿作用杂质补偿作用5.各类杂质在各类杂质在GaAs、GaP中的杂质能级中的杂质能级6.掌握等电子陷阱和等电子杂质的概念掌握等电子陷阱和等电子杂质的概念7.能解释硅在能解释硅在GaAs中的双性行为中的双性行为2.1半导体中的半导体中的浅能级杂质浅能级杂质1.深能级杂质的特点深能级杂质的特点2.深能级杂质在半导体中起的作用深能级杂质在半导体中起的作用3.特别注意特别注意Au在硅中既有施主能在硅中既有施主能级又有受主能级，它是有效的级又有受主能级，它是有效的复合中心复合中心2.2半导体中的深能级杂质半导体中的深能级杂
6、质1.掌握点缺陷对半导体性能的影响掌握点缺陷对半导体性能的影响2.掌握位错缺陷对半导体性能的影响掌握位错缺陷对半导体性能的影响2.3半导体中的缺陷、位错能级半导体中的缺陷、位错能级第二章第二章 半导体中的杂质和缺陷半导体中的杂质和缺陷在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么第三章第三章 热平衡态下半导体载流子的统计分布热平衡态下半导体载流子的统计分布掌握费米分布函数的概念掌握费米分布函数的概念掌握费米分布函数和玻耳兹曼分布函数及费米能级的意义掌握费米分布函数和玻耳兹曼分布函数及费米能级的意义3.2热平衡态时电子在量子态上的分布几率
7、热平衡态时电子在量子态上的分布几率掌握概念：掌握概念：k空间状态密度、能量状态密度空间状态密度、能量状态密度推导：导带底和价带顶状态密度表达式推导：导带底和价带顶状态密度表达式3.3 状态密度状态密度导带电子和价带空穴浓度表达式的推导导带电子和价带空穴浓度表达式的推导理解、掌握电子浓度、空穴浓度表达式的意义理解、掌握电子浓度、空穴浓度表达式的意义理解、掌握理解、掌握浓度积浓度积 nopo 及影响因素及影响因素3.4 热平衡时非简并半导体的载流子浓度热平衡时非简并半导体的载流子浓度no和和po计算本征半导体和杂质半导体的计算本征半导体和杂质半导体的热平衡热平衡载流子浓度载流子浓度及及费米能级位置
8、费米能级位置讨论讨论no、po、EF 与与ND、NA、T的关系的关系本章主要任务本章主要任务 在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么本节要点本节要点能够写出本征半导体的电中性方程，并导出费米能级的表达式能够写出本征半导体的电中性方程，并导出费米能级的表达式熟悉半导体载流子浓度与温度和禁带宽度的关系熟悉半导体载流子浓度与温度和禁带宽度的关系了解通过测量不同温度下本征载流子浓度如何得到绝对零度时的了解通过测量不同温度下本征载流子浓度如何得到绝对零度时的禁带宽度禁带宽度正确使用热平衡判断式正确使用热平衡判断式nopo=ni2记住常用数
9、据：记住常用数据：300K时时Si、Ge、GaAs的禁带宽度（的禁带宽度（1.12eV、0.67eV、1.428eV）；）；本征载流子浓度（本征载流子浓度（1.5*1010cm-3、2.4*1013cm-3、1.1*107cm-3）3.5 本征半导体的费米能级和载流子浓度本征半导体的费米能级和载流子浓度在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么本节要点本节要点根据电中性方程导出各个温度区间的费米能级和载流子浓度表达式根据电中性方程导出各个温度区间的费米能级和载流子浓度表达式杂质电离程度与温度、掺杂浓度及杂质电离能有关。杂质电离程度与
10、温度、掺杂浓度及杂质电离能有关。温度高、电离能小，有利于杂质电离。但杂质浓度过高，则杂质不能充分电离。通常所说的室温下杂质全部电离，实际上忽略了杂质浓度的限制。基本要求基本要求能够写出只掺杂一种杂质的半导体的一般性电中性方程能够写出只掺杂一种杂质的半导体的一般性电中性方程能够较熟练地计算室温下的载流子浓度和费米能级（能够较熟练地计算室温下的载流子浓度和费米能级（N型和型和P型）型）在掺杂浓度一定的情况下，能够解释多子浓度随温度的变化关系。在掺杂浓度一定的情况下，能够解释多子浓度随温度的变化关系。3.6 非简并杂质半导体的载流子浓度非简并杂质半导体的载流子浓度在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食
11、的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么第四章半导体的导电性第四章半导体的导电性本节要点本节要点本节要点本节要点 1.1.欧姆定律的微分形式；欧姆定律的微分形式；欧姆定律的微分形式；欧姆定律的微分形式；2.2.漂移速度和迁移率，电导率和迁移率。漂移速度和迁移率，电导率和迁移率。漂移速度和迁移率，电导率和迁移率。漂移速度和迁移率，电导率和迁移率。4.1 载流子的漂移运动载流子的漂移运动 迁移率迁移率 本节要点本节要点本节要点本节要点 1.1.几种主要的散射机构几种主要的散射机构几种主要的散射机构几种主要的散射机构 2.2.决定散射几率的因素；决定散射几率的因素；决定散
12、射几率的因素；决定散射几率的因素；4.2 载流子的散射载流子的散射本节要点本节要点本节要点本节要点1.1.平均自由时间和散射几率的关系；平均自由时间和散射几率的关系；平均自由时间和散射几率的关系；平均自由时间和散射几率的关系；2.2.电导率、迁移率与平均自由时间的关系；电导率、迁移率与平均自由时间的关系；电导率、迁移率与平均自由时间的关系；电导率、迁移率与平均自由时间的关系；3.3.迁移率与杂质浓度和温度的关系；迁移率与杂质浓度和温度的关系；迁移率与杂质浓度和温度的关系；迁移率与杂质浓度和温度的关系；4.3 迁移率与迁移率与 温度温度 和和 杂质浓度的关系杂质浓度的关系 在日常生活中，随处都可
13、以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么本节要点本节要点本节要点本节要点 1.1.电阻率与温度的关系；电阻率与温度的关系；电阻率与温度的关系；电阻率与温度的关系；2.2.电阻率与杂质浓度的关系电阻率与杂质浓度的关系电阻率与杂质浓度的关系电阻率与杂质浓度的关系4.4 电阻率与电阻率与温度温度和杂质浓度的关系和杂质浓度的关系 本节要点本节要点本节要点本节要点 1.1.热载流子的概念；热载流子的概念；热载流子的概念；热载流子的概念；2.2.迁移率与温度关系迁移率与温度关系迁移率与温度关系迁移率与温度关系4.6 强电场效应强电场效应 热载流子热载流子4.7 多
14、能谷散射、耿式效应、负阻效应多能谷散射、耿式效应、负阻效应本节要点本节要点 应用谷间散射解释负微分电导应用谷间散射解释负微分电导在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么第五章第五章 非平衡载流子非平衡载流子5.1 非平衡载流子的注入与复合非平衡载流子的注入与复合本节要点本节要点1.非平衡载流子的产生注入与复合；非平衡载流子的产生注入与复合；2.非平衡载流子对电导率的影响非平衡载流子对电导率的影响5.2 非平衡载流子的寿命非平衡载流子的寿命本节要点本节要点1、寿命与复合几率的关系、寿命与复合几率的关系2、注入条件消失后，非平衡载流子
15、、注入条件消失后，非平衡载流子的衰减规律的衰减规律5.3 准费米能级和非平衡载流子浓度准费米能级和非平衡载流子浓度本节要点本节要点1、准费米能级的概念；、准费米能级的概念；2、用准费米能级表示非平衡状态下、用准费米能级表示非平衡状态下的载流子浓度的载流子浓度5.4 复合理论复合理论本节要点本节要点1、几种主要的复合机构；、几种主要的复合机构；2、直接复合中寿命的计算、直接复合中寿命的计算3、间接复合中强、间接复合中强n/p型材料寿命的型材料寿命的计算计算5.5 陷阱效应陷阱效应1.陷阱现象陷阱现象2.成为陷阱的条件成为陷阱的条件5.6 非平衡载流子的扩散运动和非平衡载流子的扩散运动和扩散电流扩
16、散电流 5.7 非平衡载流子的漂移运动非平衡载流子的漂移运动和爱因斯坦关系和爱因斯坦关系5.8 电流连续性方程电流连续性方程6.1 pn结及其能带图结及其能带图(平衡平衡pn结特性结特性)6.2 pn结电流电压特性结电流电压特性 6.3pn结电容结电容 6.4pn结的击穿结的击穿 6.5pn结隧道效应结隧道效应 基本要求：能定性描述雪崩击穿、隧道击穿、和热电击穿的机理。基本要求：基本要求：理解pn结的形成原因，能够证明平衡pn结中费米能级处处相等，能画出平衡pn结载流子的分布图。基本要求基本要求：掌握非平衡pn结能带图及其与平衡pn结能带图的主要不同。掌握肖克莱方程。了解影响pn结电流电压特性
17、方程偏离肖克莱方程的原因。基本要求基本要求：产生pn结电容的原因，掌握基本概念，能够计算势垒高度、势垒宽度，能导出突变结电场分布。基本要求：了解隧道结的伏安特性，能够定性解释隧道结的伏安特性。第六章第六章 pn结结在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么第七章第七章 金属和半导体的接触金属和半导体的接触7.1 金属金属-半导体接触和能带图半导体接触和能带图重点重点 功函数；电子亲和势；接触电势势垒；阻挡层与反阻挡层功函数；电子亲和势；接触电势势垒；阻挡层与反阻挡层7.1.1 金属和半导体的功函数金属和半导体的功函数7.1.2 接触
18、电势差接触电势差7.1.3 表面态对接触势垒的影响表面态对接触势垒的影响7.1.4 势垒区的电势分布势垒区的电势分布7.1.5 肖特基接触的势垒电容肖特基接触的势垒电容7.2 金金-半接触整流理论半接触整流理论重点重点*阻挡层的整流特性和整流理论阻挡层的整流特性和整流理论7.2.1 厚阻挡层的扩散理论厚阻挡层的扩散理论7.2.2 热电子发射理论热电子发射理论7.2.3 镜像力和隧道效应的影响镜像力和隧道效应的影响7.2.4 肖特基势垒二极管肖特基势垒二极管7.3 少数载流子的注入少数载流子的注入 和欧姆接触和欧姆接触重点重点*欧姆接触欧姆接触7.3.1 少数载流子的注入少数载流子的注入7.3.
19、2 欧姆接触欧姆接触在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么第八章第八章 半导体表面与半导体表面与MIS结构结构 8.1 表面态概念表面态概念 8.2 表面电场效应表面电场效应1.空间电荷层及表面势空间电荷层及表面势2.空间电荷层中的泊松方程空间电荷层中的泊松方程3.半导体表面电场、电势和电容半导体表面电场、电势和电容4.半导体表面层的五种基本状态半导体表面层的五种基本状态 8.3 Si-SiO2系统的性质系统的性质Si-SiO2系统中的电荷状态系统中的电荷状态 8.4 MIS结构的结构的C-V特性特性1.MIS电容结构的能带图电
20、容结构的能带图2.理想理想MIS结构的结构的C-V特性特性3.实际实际MIS结构的结构的C-V特性特性(1)金半接触电势差的影响金半接触电势差的影响(2)绝缘层中电荷的影响绝缘层中电荷的影响(3)表面态的影响表面态的影响 8.5 表面电导及迁移率表面电导及迁移率垂直于表面方向的电场对表面电导起控制作用垂直于表面方向的电场对表面电导起控制作用 8.6 表面电场对表面电场对pn结特性的影响结特性的影响在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么第一章 半导体中的电子状态l l晶体结构与共价键晶体结构与共价键金刚石型结构闪锌矿型结构纤锌矿型
21、结构氯化钠型结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么能级与能带电子在电子在原子核势场原子核势场和和其他电子其他电子作用下分列作用下分列在不同能级在不同能级相邻原子壳层形成交叠原子相互接近 形成晶体共有化运动l l共有化运动：由于电子共有化运动：由于电子共有化运动：由于电子共有化运动：由于电子壳层的交叠，电子不再壳层的交叠，电子不再壳层的交叠，电子不再壳层的交叠，电子不再完全局限在某一个原子完全局限在某一个原子完全局限在某一个原子完全局限在某一个原子上，可以由一个原子转上，可以由一个原子转上，可以由一个原子转上，可以由一个原子转
22、移到相邻的原子上去，移到相邻的原子上去，移到相邻的原子上去，移到相邻的原子上去，因而，电子将可以在整因而，电子将可以在整因而，电子将可以在整因而，电子将可以在整个晶体中运动个晶体中运动个晶体中运动个晶体中运动l l只有外层电子共有化运只有外层电子共有化运只有外层电子共有化运只有外层电子共有化运动最显著动最显著动最显著动最显著在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么能级分裂在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么能带形成满带或价带导带在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食
23、的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么半导体中电子状态和能带晶体中的电子VSVS自由电子严格周期性重复排列的原子间运动恒定为零的势场中运动单电子近似单电子近似：晶体中的某一个电子是在周期性排列且固定不动的原子核的势场 以及其他大量电子的平均势场中运动，这个势场也是周期变化的，并且它的周期与晶格周期相同。在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么半导体中的电子运动l l半导体中半导体中E(k)E(k)与与k k的关系的关系l l电子速度与能量关系电子速度与能量关系l l电子有效质量电子有效质量在日常生活中
24、，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么有效质量的意义：fa1、概括了半导体内部势场的作用2、a是半导体内部势场和外电场作用的综合效果3、直接将外力与电子加速度联系起来在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么常见半导体能带结构l l直接带隙：砷化镓l l间接带隙：硅、锗在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么半导体中的杂质l l所处位置不同：替位式杂质、间隙式杂质l l所处能级不同：施主杂质、受主杂质施放电子而产生导
25、电电子并形成正电中心接受电子成为负电中心第二章第二章 半导体中的杂质和缺陷半导体中的杂质和缺陷在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么第三章 半导体中载流子的统计分布热平衡状态低能量的量子态高能量的量子态产生电子空穴对使电子空穴对 不断减少热平衡载流子：处于热平衡状态下的导电电子和空穴在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么状态密度l l状态密度：能带中能量状态密度：能带中能量E E附近每单位能量间隔附近每单位能量间隔内的量子态数。内的量子态数。状态密度的计算：为简单
26、起见，考虑等能面为球面的情况推导过程书上P51在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么费米能级与分布函数l l费米分布函数费米分布函数：（描述热平衡状态下，电子在允许的量：（描述热平衡状态下，电子在允许的量子态上如何分布）子态上如何分布）l lT=0KT=0K时，时，若EEF，则f(E)=0标志了电子填充能级的水平E-EFk0T在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么玻尔兹曼分布函数条件：E-EFk0T费米统计分布：受到泡利不相容原理限制玻尔兹曼分布：泡利原理不起作用
27、在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么l l导带电子浓度导带电子浓度能量E到E+dE之间的量子态电子占据能量为E的量子态几率将所有能量区间中电子数相加除以半导体体积导带电子浓度n0V载流子浓度是与温度、杂质数量及种类有关的量在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么载流子浓度乘积n0p0l l与费米能级无关与费米能级无关l l只决定与温度只决定与温度T T，与所含杂质无关，与所含杂质无关l l适用于热平衡状态下的任何半导体适用于热平衡状态下的任何半导体l l温度一定，
28、温度一定，n n0 0p p0 0一定一定Nc：导带有效状态密度Nv：价带有效状态密度在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么杂质半导体中的载流子浓度 电子占据施主能级的几率：空穴占据受主能级的几率：施主能级上的电子浓度电离施主浓度在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么n型硅中电子浓度与温度关系l l五个区l l低温弱电离区低温弱电离区l l中间电离区中间电离区l l强电离区强电离区l l过渡区过渡区l l高温本征激发区高温本征激发区l l各区特点及变化趋势在日常生
29、活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么l l掺有某种杂质的半导体的载流子浓度和费米能级由温度和杂质浓度所决定。l l在杂质半导体中，费米能级的位置不但反映了半导体导电类型，而且还反映了半导体的掺杂水平。在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么第四章 载流子输运（导电性）l l漂移运动：电子在电场力作用下的运动漂移运动：电子在电场力作用下的运动l l迁移率：单位场强下电子的平均漂移速度迁移率：单位场强下电子的平均漂移速度电导率电流密度在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象
30、。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么散射及散射机构l l平均自由程：连续两次散射间自由运动的平均路程平均自由程：连续两次散射间自由运动的平均路程l l散射机构散射机构 （1 1）电离杂质散射）电离杂质散射 （2 2）晶格振动散射）晶格振动散射声学波光学波 （3 3）其他散射：能谷散射、中性杂质散射、位错散射）其他散射：能谷散射、中性杂质散射、位错散射长纵声学波在长声学波中起主要作用在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么电阻率与温度的关系载流子主要由电离杂质提供杂质全部电离，晶格振动散射上升为主要矛盾本征
31、激发成为主要矛盾在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么强电场效应l l现象：偏离欧姆定律l l解释：从载流子与晶格振动散射时的能量交换过程来说明在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么半导体磁电效应（不考）与载流子浓度、与载流子浓度、温度有关温度有关霍尔系数可确定半导体类可确定半导体类型及载流子浓度型及载流子浓度在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么第五章 非平衡载流子施加外界作用偏离热平衡态产生非平
32、衡载流子破坏热平衡条件比平衡态多出来一部分载流子在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么非平衡载流子n=n n0p=p p0n：非平衡态下的电子浓度p：非平衡态下的空穴浓度n0：平衡态下的电子浓度p0：平衡态下的电子浓度非平衡载流子的复合非平衡载流子的复合：当半导体由非平衡态恢复为平衡态，过剩载流子消失的过程。在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么准费米能级l l当半导体处于非平衡状态，不再具有统一的当半导体处于非平衡状态，不再具有统一的费米能级，引入准费米能级费米
33、能级，引入准费米能级非平衡态下电子浓度：非平衡态下空穴浓度：在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么复合理论l l直接复合l l电子在导带和价带之间的直接跃迁电子在导带和价带之间的直接跃迁l l间接复合l l非平衡载流子通过复合中心的复合非平衡载流子通过复合中心的复合间接复合的四个过程间接复合的四个过程过程前过程前过程后过程后在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么陷阱效应(熟悉概念)l l杂质能级积累非平衡载流子的作用l l陷阱：具有显著效应的杂质能级l l陷阱中心
34、：相应的杂质和缺陷在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么载流子的扩散运动稳定扩散的条件：单位时间在单位体积内 积累的载流子由于复合而消失的载流子空穴扩散系数非平衡少数载流子的寿命非平衡少数载流子浓度在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么爱因斯坦关系式(意义，推导)l l从理论上找到扩散系数和迁移率之间的定量关系从理论上找到扩散系数和迁移率之间的定量关系迁移率电场作用下运动的难易程度扩散系数存在浓度梯度下载流子运动的难易程度在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象
35、。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么第六章 p-n结1、内建电场结果2、费米能级相等标志了载流子的扩散电流和漂移电流互相抵消在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么p-n结接触电势差VD VD和p-n结两边的掺杂浓度、温度、材料的禁带宽度有关。在一定温度下，突变结两边的掺杂浓度掺杂浓度越高，接触电势差VD越大；禁带宽度禁带宽度越大，ni越小，接触电势差VD越大；在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么p-n结电流电压特性正向偏压下正向偏压下p
36、-n结的费米能级结的费米能级在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么反向偏压下反向偏压下p-n结的费米能级结的费米能级在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么p-n结隧道效应l l原理及描述l l重掺杂的p区和n区形成的p-n结称为隧道结在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么第七，八章 半导体表面与MIS结构l l表面电场效应表面电场效应MISMIS结构（金属绝缘层半结构（金属绝缘层半导体）导体）l l
37、表面势表面势：空间电荷层内的电场从表面到体内逐渐：空间电荷层内的电场从表面到体内逐渐减弱直到为零，电势发生相应变化，电势变化迭减弱直到为零，电势发生相应变化，电势变化迭加在电子的电位能上，使得空间电荷层内的能带加在电子的电位能上，使得空间电荷层内的能带发生弯曲，发生弯曲，“表面势表面势V VS S”就是为描述能带变曲的就是为描述能带变曲的方向和程度而引入的。方向和程度而引入的。在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么多子堆积多子耗尽少子反型在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点
38、点算不了什么强反型条件（推导、理解）强反型条件（推导、理解）强反型条件（推导、理解）强反型条件（推导、理解）强反型：强反型：V Vs s2V2VB BTT，N NA A衬底杂质浓度越高，衬底杂质浓度越高，VsVs就越大，越不容易达就越大，越不容易达到反型。到反型。NA=pp0,在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么CV特性（不考）(1)V(1)VG G000耗尽状态：耗尽状态：V VG G增加，增加，x xd d增大增大，CsCs减小，减小，CDCD段段Vs2VVs2VB B时：时：EFEF段（低频）强反型，电子聚集表面，段（低
39、频）强反型，电子聚集表面，C CC C0 0GHGH段（高频）：反型层中电子数量不能随高频信号而变，对电容无贡献，段（高频）：反型层中电子数量不能随高频信号而变，对电容无贡献，还是由耗尽层的电荷变化决定（强反型达到还是由耗尽层的电荷变化决定（强反型达到x xdmdm不随不随V VG G变化，电容保持最小值）；变化，电容保持最小值）；GHGH段段在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么第七章 金属和半导体接触l l功函数功函数l l电子亲和能电子亲和能金属和金属和n型半导体接触能带图（型半导体接触能带图（WmWs）（a）接触前；（）接触前；（b）间隙很大；）间隙很大；（c）紧密接触；（）紧密接触；（d）忽略间隙）忽略间隙电势降落在空间电荷区和金属半导体表面之间电子的流向在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么两种金半接触l l欧姆接触l l不产生明显的附加阻抗，而且不会使半导体内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发生显著的变化。部的平衡载流子发生显著的变化。l l整流接触