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1、半导体物理学 考试时间：1月30日 下午14:00-16:00 考试题型 1、填空： 6分 2、名词解释：15分 3、简答：24分 4、画图：10分 5、推导：20分 6、计算：25分 第一章 半导体的能带理论半导体的能带理论 1. 基本概念 共价键、闪锌矿结构、纤锌矿结构、共有化运动、共价键、闪锌矿结构、纤锌矿结构、共有化运动、 单电子近似、能带、价带、导带、禁带；导体、半导体单电子近似、能带、价带、导带、禁带；导体、半导体 、绝缘体的能带；本征激发、空穴、电子空穴对；有效、绝缘体的能带；本征激发、空穴、电子空穴对；有效 质量；载流子及载流子浓度。质量；载流子及载流子浓度。 2. 基本理论
2、晶体中的电子共有化运动；有效质量的物理意义。晶体中的电子共有化运动；有效质量的物理意义。 第二章第二章 半导体中的杂质与缺陷能级半导体中的杂质与缺陷能级 1. 基本概念 间隙式杂质、替位式杂质间隙式杂质、替位式杂质、杂质浓度；施主杂质、施杂质浓度；施主杂质、施 主能级、施主电离能、主能级、施主电离能、n n型半导体；受主杂质、受主能级型半导体；受主杂质、受主能级 、受主电离能、受主电离能、p p型半导体；杂质补偿型半导体；杂质补偿 2. 基本理论 实际半导体与理想半导体的主要区别；受主、施主能实际半导体与理想半导体的主要区别；受主、施主能 级在能带中的位置级在能带中的位置。 第三章第三章 半导
3、体中载流子的统计分布半导体中载流子的统计分布 1. 基本概念 热激发、复合、热平衡状态、热平衡载流子、状态热激发、复合、热平衡状态、热平衡载流子、状态 密度、费米分布函数、费米能级、玻尔兹曼分布函数、密度、费米分布函数、费米能级、玻尔兹曼分布函数、 多数载流子、少数载流子、非简并、简并。多数载流子、少数载流子、非简并、简并。 2. 基本理论 载流子统计分布理论；杂质半导体的载流子浓度分布载流子统计分布理论；杂质半导体的载流子浓度分布 及随温度的变化理论；简并半导体的载流子浓度分布理论及随温度的变化理论；简并半导体的载流子浓度分布理论 ；简并化条件简并化条件。 3. 推导与计算 半导体载流子浓度
4、计算关系式的推导：半导体载流子浓度计算关系式的推导： 1.对导（价）带分为无限多无限小的能量间隔的情况有： E(E+dE) 2.量子态数：dZ=gc(E)dE 3.载流子占据能量为E的量子态的概率f(E) 4.在能量E(E+dE)间有载流子数：f(E) gc(E)dE 5.把所有能量区间中的载流子数相加，即从导（价）带底（顶）到 导（价）带顶（底）对f(E) gc(E)dE进行积分积分，得到半导体中导（ 价）带的载流子总数 6.载流子总数/半导体体积=载流子浓度 第四章 半导体的导电特性半导体的导电特性 1. 基本概念 漂移运动、扩散运动、迁移率、扩散系数、电导率、载漂移运动、扩散运动、迁移率
5、、扩散系数、电导率、载 流子的散射、声子、平均自由时间流子的散射、声子、平均自由时间 2. 基本理论 半导体中载流子运动的欧姆定律；载流子的散射理论半导体中载流子运动的欧姆定律；载流子的散射理论 与散射机构。与散射机构。 3. 推导与计算 第五章 非平衡载流子非平衡载流子 1. 基本概念 非平衡载流子浓度、非平衡载流子寿命、准费米能级、非平衡载流子浓度、非平衡载流子寿命、准费米能级、 产生率、复合率、直接复合、间接复合、俄歇复合、陷阱产生率、复合率、直接复合、间接复合、俄歇复合、陷阱 效应。效应。 2. 基本理论 非平衡载流子的注入理论；非平衡状态的载流子浓度非平衡载流子的注入理论；非平衡状态
6、的载流子浓度 理论（准费米能级）；复合理论（间接复合的四个过程理论（准费米能级）；复合理论（间接复合的四个过程 ）；非平衡载流子的扩散与漂移；半导体的电流连续性）；非平衡载流子的扩散与漂移；半导体的电流连续性 方程。方程。 2. 基本理论 3. 推导与计算 载流子浓度和能级结构之间的关系载流子浓度和能级结构之间的关系 3. 推导与计算 爱因斯坦关系式爱因斯坦关系式 考虑一处于热平衡的非均匀考虑一处于热平衡的非均匀n n型半导体，其中施主杂质浓度型半导体，其中施主杂质浓度 随随x x增加而下降，则电子浓度增加而下降，则电子浓度n n 0 0 (x)(x)和空穴浓度和空穴浓度p p 0 0 (x)
7、(x)都是都是x x的的 函数，而且由于浓度梯度的存在，载流子会延函数，而且由于浓度梯度的存在，载流子会延x x方向产生扩方向产生扩 散电流：散电流： 同时存在漂移和扩散的电流密度表达式同时存在漂移和扩散的电流密度表达式 连续性方程连续性方程 第六章 p-np-n结结 1. 基本概念 空间电荷区、耗尽层、接触电势差、势垒电容、扩空间电荷区、耗尽层、接触电势差、势垒电容、扩 散电容、散电容、p-np-n结结的三种击穿机制的三种击穿机制 2. 基本理论 少数载流子扩散及平衡少数载流子扩散及平衡p-np-n结能带的形成；正反向偏置结能带的形成；正反向偏置 时能带图的变化；理想时能带图的变化；理想p-
8、np-n结的电流电压特性的关系及其物结的电流电压特性的关系及其物 理含义理含义 。 3. 推导与计算 同质同质p-np-n结的接触电势差的表达式结的接触电势差的表达式 及其计算。及其计算。 3. 推导与计算 理想理想p-np-n结假设下肖克莱方程的推导。结假设下肖克莱方程的推导。 第七章 金属和半导体的接触金属和半导体的接触 1. 基本概念 功函数、电子亲和能、接触电势差、肖特基势垒、功函数、电子亲和能、接触电势差、肖特基势垒、 欧姆接触。欧姆接触。 2. 基本理论 肖特基二极管和肖特基二极管和p-np-n结二极管的异同；平衡金属结二极管的异同；平衡金属-n-n型半型半 导体接触的能带图及整流
9、理论。导体接触的能带图及整流理论。 图7-5 金属与n型半导体接触能带图 第八章 半导体表面与半导体表面与MISMIS结构结构 1. 基本概念 表面态、表面态、MISMIS结构、表面势、平带状态、耗尽状态、反结构、表面势、平带状态、耗尽状态、反 型状型状态，深耗尽状态。态，深耗尽状态。 2. 基本理论 外场作用下半导体表面状态的分析（能带图）；MIS结 构的C-V特性。 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 AB C D E FC0 CFB Cmin Cmin Vmin 1低频 C0 2高频 G H 0 0 +V C/C0 第九章 半导体异质结构半导体异质结构 1. 基本概念 同质结、异质结（反型异质结；同型异质结）。同质结、异质结（反型异质结；同型异质结）。 2. 基本理论 异质结成结理论及能带图分析。异质结成结理论及能带图分析。
