半导体器件物理及工艺办法+施敏++答
案
半导体器件物理及工艺是半导体科学与工程领域的重要分支，涉及半导体器件的基本原理、结构和制造工艺等方面。本文将介绍施敏的《半导体器件物理及工艺》一书，并给出相应的答案。
一、半导体器件物理及工艺概述
半导体器件物理及工艺是研究半导体器件的基本原理、结构和制造工艺的学科。半导体器件具有高灵敏度、高可靠性、高速度等优点，在电子、通信、自动化等领域得到广泛应用。半导体器件物理及工艺的主要研究对象包括半导体材料、半导体器件的原理和结构、制造工艺等。
二、施敏《半导体器件物理及工艺》简介
施敏的《半导体器件物理及工艺》是一本经典的教材，系统地介绍了半导体器件的基本原理、结构和制造工艺。全书分为十章，包括半导体材料、半导体器件的基本原理、PN结二极管、双极晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管、光电器件、半导体集成电路等。
三、施敏《半导体器件物理及工艺》答案
1.什么是半导体？请列举出三种常见的半导体材料。
答：半导体是指导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。常见的半导体材料包括硅、锗、砷化镓等。
2.简述PN结的形成及其基本性质。
答：PN结是由P型半导体和N型半导体相互接触形成的势垒区。PN结的基本性质包括单向导电性、电容效应和光电效应等。
3.解释双极晶体管的工作原理。
答：双极晶体管是由P型半导体和N型半导体组成的三明治结构，通过控制基极电流来控制集电极和发射极之间的电流，实现放大作用。
4.什么是金属氧化物半导体场效应晶体管？请简述其工作原理。
答：金属氧化物半导体场效应晶体管是一种电压控制型器件，通过改变栅极电压来控制源极和漏极之间的电流，实现放大作用。其工作原理是基于MOS结构的电容效应和隧道效应。
5.光电器件的基本原理是什么？请举例说明其应用。
答：光电器件的基本原理是光电效应，即光照射在物质表面上时，物质会吸收光能并释放电子，产生电流。光电器件的应用包括太阳能电池、光电传感器等。
6.请简述半导体的基本制备工艺流程。
答：半导体的基本制备工艺流程包括晶体制备、外延生长、薄膜制备、掺杂和刻蚀等步骤。其中，晶体制备是基础，外延生长和薄膜制备是关键步骤，掺杂和刻蚀是实现器件功能的重要手段。
7.请举例说明集成电路在现实生活中的应用。
答：集成电路在现实生活中的应用非常广泛，包括手机、电脑、电视等电子产品中的处理器、存储器、显示器等组件，以及医疗设备、交通工具等领域的控制电路和传感器等。
《半导体物理学》课程辅导教案 关于教案的几点说明: 教案的基本内容:包括课程的课程重点,课程难点,基本概念,基本要求,参考资料,思考题和自测题,教学进度及学时分配. 教材:采用高等学校工科电子类(电子信息类)规划教材《半导体物理学》,由刘思科,朱秉升,罗晋生等编写.本教材多次获奖,如全国高等学校优秀教材奖,电子类专业优秀教材特等奖,普通高等学校教材全国特等奖. 参考资料(书目) 叶良修(北大)《半导体物理学》 刘文明(吉大)《半导体物理学》 顾祖毅(清华)《半导体物理学》 格罗夫(美)A.S.Grove《半导体器件物理与工艺》 王家骅(南开)《半导体器件物理》 施敏(Sze.S.M美)《半导体器件物理》 施敏(Sze.S.M美)《现代半导体器件物理》 目录 第一章半导体中的电子状态 §1.1 晶体结构预备知识,半导体晶体结构 §1.2 半导体中的电子状态 §1.3 电子在周期场中的运动——能带论 §1.4 半导体中电子(在外力下)的运动,有效质量,空穴 §1.5 半导体的导电机构 §1.6 回旋共振 §1.7 硅和锗的能带结构 §1.8 化合物半导体的能带结构 第二章半导体中杂质和缺陷能级 §2.1 硅,锗晶体中的杂质能级 §2.2 化合物半导体中的杂质能级 §2.3 半导体中的缺陷能级(defect levels) 第三章半导体中热平衡载流子的统计分布
§3.1 载流子的统计分布函数及能量状态密度 §3.2 导带电子浓度和价带空穴浓度 §3.3 本征半导体的载流子浓度 §3.4 杂质半导体的载流子浓度 §3.5 一般情况下地载流子统计分布 §3.6 简并半导体 第四章半导体的导电性 §4.1 载流子的漂移运动,迁移率 §4.2 载流子的散射 §4.3 迁移率与杂质浓度和温度的关系 §4.4 电阻率及其与杂质浓度的关系 §4.6 强电场效应,热载流子 §4.7 耿氏效应,多能谷散射 第五章非平衡载流子 §5.1 非平衡载流子的注入 §5.2 非平衡载流子的复合和寿命 §5.3 准费米能级 §5.4 复合理论 §5.5 陷阱效应 §5.6 载流子的扩散运动 §5.7 载流子的漂移运动,爱因斯坦关系 §5.8 连续性方程及其应用 第六章p–n结 §6.1 p–n结及其能带图 §6.2 p–n结电流电压特性 §6.3 p–n结电容 §6.4 p–n结击穿 §6.5(*) p–n结隧道效应 第一章半导体中的电子状态（光14学时微14学时）§1.1 晶体结构预备知识半导体晶体结构 ◆本节内容:
薄膜淀积 一、介绍 在分立器件与集成电路制造过程中，需要很多类型的薄膜，这些薄膜主要分为四类：热氧化薄膜、介质、多晶硅以及金属膜等： 半导体可采用多种氧化方法，包括热氧化法、电化学阳极氧化法以及等离子体反应法。对于硅来说，热氧化法是最重要的。在热氧化薄膜中，有两种膜最重要：一种是在漏/源极的导通沟道覆盖的栅极氧化膜（gate oxide）;一种是用来隔离其他器件的场氧化膜（field oxide）。这些膜只有通过热氧化才能获得最低界面陷阱密度的高质量氧化膜。 二氧化硅SiO2和氮化硅Si3N4的介电薄膜作用：隔离导电层；作为扩散及离子注入的掩蔽膜；防止薄膜下掺杂物的损失；保护器件使器件免受杂质、水气或刮伤的损害。 由于多晶硅电极的可靠性由于铝电极，常用来制作MOS器件的栅极；多晶硅可以作为杂质扩散的浅结接触材料；作为多层金属的导通材料或高电阻值的电阻。 金属薄膜有铝或金属硅化物，用来形成具有低电阻值的金属连线、欧姆接触及整流金属-半导体接触势垒器件。 二、原理与工艺 A、热氧化工艺 热氧化工艺的原理就是在硅衬底上生成高质量的二氧化硅薄膜。热氧化工艺分为干氧氧化和湿氧氧化。反应方程式如下： Si+2H2O→SiO2+2H2湿氧氧化 Si+O2→SiO2干氧氧化 热氧化是高温工艺。在高温下，一开始是氧原子与硅原子结合，二氧化硅的生长是一个线性过程。大约长了500?之后，线性阶段达到极限。为了保持氧化层的生长，氧原子与硅原子必须相互接触。在二氧化硅的热生长过程中，氧气扩散通过氧化层进入到硅表面，因此，二氧化硅从硅表面消耗硅原子，氧化层长入硅表面。随着氧化层厚度的增加，氧原子只有扩散通过更长的一段距离才可以到达硅表面。因此从时间上来看，氧化层的生长变慢，氧化层厚度、生长率及时间之间的关系成抛物线形。 高质量的二氧化硅都是在800℃~1200℃的高温下生成，而且其生成速率极其缓慢。其中湿氧氧化速率要高于干氧氧化。在氧化过程中，硅与二氧化硅的界面会向硅内部迁移，这将使得Si表面原有的污染物移到氧化膜表面而形成一个崭新的界面。 热氧化法生长二氧化 常用的热氧化装置（图一），由电阻式加热的炉身、圆柱形熔凝石英管、石英舟以及气体源组成。将硅片置于用石英玻璃制成的反应管中，反应管用电阻丝加热
半导体物理50本书 1、半导体激光器基础633/Q003 (日)栖原敏明著科学出版社;共立出版2002.7 2、半导体异质结物理211/Y78虞丽生编著科学出版社1990.5 3、超高速光器件9/Z043 (日)斋藤富士郎著科学出版社;共立出版2002.7 4、半导体超晶格物理214/X26夏建白，朱邦芬著上海科学技术出版社1995 5、半导体器件:物理与工艺6/S52 (美)施敏(S.M.Sze)著科学出版社1992.5 6、材料科学与技术丛书.第16卷,半导体工艺5/K035(美)R.W.卡恩等主编科学出版社1999 7、光波导理论与技术95/L325李玉权,崔敏编著人民邮电出版社2002.12 8、半导体光学性质240.3/S44沈学础著科学出版社1992.6 9、半导体硅基材料及其光波导571.2/Z43赵策洲电子工业出版社1997 10半导体器件的材料物理学基础612/C49陈治明，王建农著科学出版社1999.5 11、半导体导波光学器件理论及技术666/Z43赵策洲著国防工业出版社1998.6
12、半导体光电子学631/H74黄德修编著电子科技大学出版社1989.9 13、分子束外延和异质结构523.4/Z33 <美>张立刚，<联邦德国>克劳斯·普洛格著复旦大学出版社1988.6 14、半导体超晶格材料及其应用211.1/K24康昌鹤，杨树人编著国防工业出版社1995.12 15、现代半导体器件物理612/S498 (美)施敏主编科学出版社2001.6 16、外延生长技术523.4/Y28杨树人国防工业出版社1992.7 17、半导体激光器633/J364江剑平编著电子工业出版社2000.2 18、半导体光谱和光学性质240.3/S44(2)沈学础著科学出版社2002 19、超高速化合物半导体器件572/X54谢永桂主编宇航出版社1998.7 20、半导体器件物理612/Y75余秉才，姚杰编著中山大学出版社1989.6 21、半导体激光器原理633/D807杜宝勋著兵器工业出版社2001.6 22、电子薄膜科学524/D77 <美>杜经宁等著科学出版社1997.2 23、半导体超晶格─材料与应用211.1/H75黄和鸾，郭丽伟编著辽宁大学出版社1992.6 24、半导体激光器及其应用633/H827黄德修，刘雪峰编著国防
《半导体物理实验》课程教学大纲 一、课程说明 （一）课程名称、所属专业、课程性质、学分； 课程名称：半导体物理实验 所属专业：电子材料与器件工程专业本科生 课程性质：专业必修课 学分: 4 （二）课程简介、目标与任务； 本课程是为物理科学与技术学院电子材料与器件工程专业大四本科生所开设的实验课，是一门专业性和实践性都很强的实践教学课程。开设本课程的目标和任务是使学生熟练掌握半导体材料和器件的制备、基本物理参数以及物理性质的测试原理和表征方法，为半导体材料与器件的开发设计与研制坚定基础。 （三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接； 由于是实验课，所以需要学生首先掌握《半导体物理》和《半导体器件》的基本知识，再通过本课程培养学生对半导体材料和器件的制备及测试方法的实践能力。其具体要求包括：1、了解半导体材料与器件的基本研究方法；2、理解半导体材料与器件相关制备与基本测试设备的原理、功能及使用方法，并能够独立操作；3、通过亲自动手操作提高理论与实践相结合的能力，提高理论学习的主动性。开设本课程的目的是培养学生实事求是、严谨的科学作风，培养学生的实际动手能力，提高实验技能。 （四）教材与主要参考书。 教材：《半导体物理实验讲义》,自编教材 参考书：1. 半导体器件物理与工艺(第三版)，施敏，苏州大学出版社， 2. [美]A.S.格罗夫编,齐健译.《半导体器件物理与工艺》.科学出版社，1976 二、课程内容与安排 实验一绪论
1、介绍半导体物理实验的主要内容 2、学生上课要求，分组情况等 实验二四探针法测量电阻率 一、实验目的或实验原理 1、了解四探针电阻率测试仪的基本原理； 2、了解的四探针电阻率测试仪组成、原理和使用方法； 3、能对给定的薄膜和块体材料进行电阻率测量，并对实验结果进行分析、处理。 二、实验内容 1、测量单晶硅样品的电阻率； 2、测量FTO导电层的方块电阻； 3、对测量结果进行必要的修正。 三、实验仪器与材料 四探针测试仪、P型或N型硅片、FTO导电玻璃。 实验三椭圆偏振法测量薄膜的厚度和折射率 一、实验目的或实验原理 1、了解椭圆偏振法测量薄膜参数的基本原理； 2、掌握椭圆偏振仪的使用方法，并对薄膜厚度和折射率进行测量。 二、实验内容 1、测量硅衬底上二氧化硅膜的折射率和厚度； 三、实验主要仪器设备及材料 椭圆偏振仪、硅衬底二氧化硅薄膜。 实验四激光测定硅单晶的晶向 一、实验目的或实验原理 1、理解激光测量Si单晶晶面取向的原理；
半导体器件物理及工艺办法+施敏++答 案 半导体器件物理及工艺是半导体科学与工程领域的重要分支，涉及半导体器件的基本原理、结构和制造工艺等方面。本文将介绍施敏的《半导体器件物理及工艺》一书，并给出相应的答案。 一、半导体器件物理及工艺概述 半导体器件物理及工艺是研究半导体器件的基本原理、结构和制造工艺的学科。半导体器件具有高灵敏度、高可靠性、高速度等优点，在电子、通信、自动化等领域得到广泛应用。半导体器件物理及工艺的主要研究对象包括半导体材料、半导体器件的原理和结构、制造工艺等。 二、施敏《半导体器件物理及工艺》简介 施敏的《半导体器件物理及工艺》是一本经典的教材，系统地介绍了半导体器件的基本原理、结构和制造工艺。全书分为十章，包括半导体材料、半导体器件的基本原理、PN结二极管、双极晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管、光电器件、半导体集成电路等。 三、施敏《半导体器件物理及工艺》答案 1.什么是半导体？请列举出三种常见的半导体材料。 答：半导体是指导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。常见的半导体材料包括硅、锗、砷化镓等。 2.简述PN结的形成及其基本性质。 答：PN结是由P型半导体和N型半导体相互接触形成的势垒区。PN结的基本性质包括单向导电性、电容效应和光电效应等。 3.解释双极晶体管的工作原理。
答：双极晶体管是由P型半导体和N型半导体组成的三明治结构，通过控制基极电流来控制集电极和发射极之间的电流，实现放大作用。 4.什么是金属氧化物半导体场效应晶体管？请简述其工作原理。 答：金属氧化物半导体场效应晶体管是一种电压控制型器件，通过改变栅极电压来控制源极和漏极之间的电流，实现放大作用。其工作原理是基于MOS结构的电容效应和隧道效应。 5.光电器件的基本原理是什么？请举例说明其应用。 答：光电器件的基本原理是光电效应，即光照射在物质表面上时，物质会吸收光能并释放电子，产生电流。光电器件的应用包括太阳能电池、光电传感器等。 6.请简述半导体的基本制备工艺流程。 答：半导体的基本制备工艺流程包括晶体制备、外延生长、薄膜制备、掺杂和刻蚀等步骤。其中，晶体制备是基础，外延生长和薄膜制备是关键步骤，掺杂和刻蚀是实现器件功能的重要手段。 7.请举例说明集成电路在现实生活中的应用。 答：集成电路在现实生活中的应用非常广泛，包括手机、电脑、电视等电子产品中的处理器、存储器、显示器等组件，以及医疗设备、交通工具等领域的控制电路和传感器等。
一、填空题（共25分 每空１分） １、硼、铝、镓等 三族元素掺入到硅中，所形成的能级是 受主 （施主能级或受主能级）；砷、磷等五族元素掺入到硅中，所形成的能级是 施主 （同上）。 ２、平衡状态下，我们用统一的费米能级ＥＦ来标志电子填充能级的水平，在非平衡状态下，导带中的电子填充能级的水平是用 导带费米能级 （ＥＦn ）来衡量，价带中电子填充能级的水平是用 价带费米能级 （ＥＦp ）来衡量。 ３、载流子的散射机构主要有 电离杂质散射 和 晶格振动散射 。 ５、ＰＮ结击穿共有三种： 雪崩击穿 、 齐纳击穿 、 热击穿 ６、晶体管的品种繁多，按其结构分可分为 双极型 、 MOS 晶体管。 在电子电路应用中，主要有两种接法即： 共基极 和 共射极 ，其 标准偏置条件为： 发射极 正向偏置、 集电极 反向偏置。 ７、P 型半导体的MIS 结构外加栅压时，共有三种状态： 积累 、 耗尽 、 反型 。 ８、 真空能级和费米能级的能量差称为 功函数 ，真空能级和半导体导带底的能量差称为 亲和能 。 9、在二极管中，外加反向电压超过某一数值后，反向电流突然增大，这个电压叫 击穿电压 。 10、晶体管中复合与基区厚薄有关，基区越厚，复合越多，因此基区应做得 较薄 （较厚或较薄）。 11、载流子的扩散运动产生 扩散 电流，漂移运动产生 漂移 电流。 12、在开关器件及与之相关的电路制造中， 掺金工艺 已作为缩短少数载流子寿命的有 效手段。 二、判断题（共10分，每题1分） 1、位错是半导体材料中的一种常见的线缺陷。 （ R ） 2、在高温本征激发时，本征激发所产生的载流子数将远多于杂质电离所产生的载流子数。 （ R ） 3、电离杂质散射与半导体中杂质浓度成正比。 （R ） 4、由注入所引入的非平衡载流子数，一定少于平衡时的载流子数，不管是多子还是少子。 （ F ） 5、非平衡少子浓度衰减到产生时的1/e 时的时间，称为非平衡载流子的寿命。 （R ） 6、俄歇复合是一种辐射复合。 （ F ） 7、爱因斯坦关系式表明了非简并情况下载流子的迁移率和扩散系数直接的关系。 （R ） 8、在大的正向偏压时，扩散电容起主要的作用。 （R ） 9、齐纳击穿是一种软击穿。 ( F ) 10、半导体的电导率随掺杂浓度的增加而增加。 （ R ） 二、选择题：（单选多选均有 共２０分 每题２分） １．下列对纯净半导体材料特性叙述正确的是 A 、D Ａ 半导体的电阻率在导体和绝缘体之间 Ｂ 半导体的电阻率随温度的上升而升高。 Ｃ 半导体的电阻率随温度的上升而减小。 Ｄ 半导体的电阻率可以在很大范围内变化。 ２．下列器件中导电载流子是多子器件的是 B Ａ 稳压二极管 Ｂ 肖特基二极管Ｃ 发光二极管 Ｄ变容二极管 ３．电子的迁移率是 A 空穴的迁移率。 Ａ 大于 Ｂ 等于 Ｃ 小于 ４．下列固体中，禁带宽度Eg 最大的是 C Ａ 金属 Ｂ 半导体 Ｃ 绝缘体 ５．半导体与金属Al 形成良好的欧姆接触的结构形式有 B 、D Ａ Al-n-n + Ｂ Al-n +-n Ｃ Al-p-p + D Al-p +-p ６．晶体中内层电子有效质量 A 外层电子的有效质量。 Ａ 大于 Ｂ 等于 Ｃ 小于 Ｄ 不一定 ７．原子构成的平面在x 、y 、z 轴上的截距分别为－２、３、４，则其密勒指数为 A Ａ （６，４，３） Ｂ（６，４，３） C （２，３，４） D （２，３，４） ８．Pn 结耗尽层中（如图所示）电场强度最大的地方是 C Ａ pp ’ Ｂ xx ’ Ｃ nn ’ Ｄ 一样大 P x n ９．最能起到有效的复合中心作用的杂质是 A Ａ 深能级杂质 Ｂ 浅能级杂质 Ｃ 中等能级杂质 １０． 在下列半导体中，费米能级最高的是 C A 强P 型 B 弱P 型 C 强N 型 D 弱N 型 三、名词解释(共15分 每题5分) １、准费米能级 费米能级和统计分布函数都是指的热平衡状态，而当半导体的平衡态遭到破坏而存在非平衡载流子时，可以认为分就导带和价带中的电子来讲，它们各自处于平衡态，而导带和价带之间处于不平衡态，因而费米能级和统计分布函数对导带和价带各自仍然是适用的，可以分别引入导带费米能级和价带费米能级，它们都是局部的能级，称为“准费米能级”，分别用E F n 、E F p 表示。 ２、直接复合、间接复合 直接复合—电子在导带和价带之间直接跃迁而引起电子和空穴的直接复合。 间接复合—电子和空穴通过禁带中的能级（复合中心）进行复合。 装 订 班级 姓名 学号 成绩 常 州信息职业技术学院 2009 －2010 业技术学院 2009 －2010 学年第 一 2009 －2010 学年第 一
半导体物理与器件第三版课后练习题含答案 1. 对于p型半导体和n型半导体，请回答以下问题： a. 哪些原子的掺入能够形成p型半导体？ 掺入三价元素（如硼、铝等）能够形成p型半导体。 b. 哪些原子的掺入能够形成n型半导体？ 掺入五价元素（如磷、砷等）能够形成n型半导体。 c. 请说明掺杂浓度对于导电性有何影响？ 掺杂浓度越高，导电性越强。因为高浓度的杂质能够带来更多的杂质离子和电子，从而提高了载流子浓度，增强了半导体的导电性。 d. 在p型半导体中，哪些能级是占据态，哪些是空的？ 在p型半导体中，价带能级是占据态，而导带能级是空的。 e. 在n型半导体中，哪些能级是占据态，哪些是空的？ 在n型半导体中，导带能级是占据态，而价带能级是空的。 2. 硅p-n结的温度系数是大于零还是小于零？请解释原因。 硅p-n结的温度系数是负的。这是因为在给定的工作温度下，少子寿命的下降 速率与载流子浓度的增长速率之间存在一个平衡。当温度升高时，载流子浓度增长的速率加快，因而少子寿命下降的速率也会变大。这一现象会导致整体导电性下降，即硅p-n结中的电流减少。因此，硅p-n结的温度系数为负。
3. 在半导体器件中，为什么p-n结击穿电压很重要？请简要解释。 p-n结击穿电压是指在一个p-n结器件中施加的足以导致电流大幅增加的电压。在普通的工作条件下，p-n结是一个非导电状态，而电流仅仅是由热激发和少数载 流子扩散引起。但是，当施加的电压超过了击穿电压时，大量的载流子会被电流激 发和扩散，从而导致电流剧增，从而损坏器件或者破坏电路的运行。 因此，掌握p-n结的击穿电压非常重要，可以保证器件稳定和电路的可靠性。
2-1 ． P N 结空间电荷区边界分别为 x p 和 x n ，利用 np n i 2e V V T 导出 p n ( x n ) 表达式。给 出 N 区空穴为小注入和大注入两种情况下的 p n ( x n ) 表达式。 p n x n E i E FP n i exp 解：在 x x n 处 KT E Fn E i n n x n n i exp KT p n x n n n x n n i 2 exp E Fn E Fp V KT n i 2 e VT 而 p n x n p n0 p n p n （ p n n n ） n n x n n n 0 n n n n 0 p n x n V V p n n n0 n n n i 2 e V T p n n n0 p n n i 2 e V T 2 V p 1 p n n i e V T n n n0 n n0 p n 2 + n n0 p n - n i 2 e V V T = 0 -n n0 + 2 2 V V n n0 +4n i e T p n = 2 ( 此为一般结果 ) 小注入：（ p n n n 0 ） 2 V V p n n i e V T p n 0 e V T n i 2 n n0 p n0 n n 0 大注入： p n n n0 且 p n p n V V 所以 p n 2 n i 2 e V T 或 p n n i e 2V T 2-2 ．热平衡时净电子电流或净空穴电流为零，用此方法推导方程 0np V T ln N d N a 。 n i 2 I n qA( D n n ) 解：净电子电流为 n n x d 处于热平衡时， I n ＝ 0 ，又因为 dx
1．在半导体材料中， Si 、Ge 属于第一代半导体材料的，它们的晶格结构是典型的 金刚 石 结构，能带结构属于 间接 带隙型的； GaAs 属于第二代半导体材料的，它们的晶格 结构是典型的 闪锌矿 结构，能带结构属于 直接 带隙型的（直接或间接）。 2．一般情况下，在纯净的半导体中掺 磷 使它成为Ｎ型半导体，在纯净的半导体中掺 硼 ，使它形成Ｐ型半导体。通常把形成Ｎ型半导体的杂质称为 施主杂质 ，把形成Ｐ型半导体的杂质称为 受主杂质 。 3． 费米能级 是衡量电子填充能级的水平，平衡ＰＮ结的标志是有统一的费米能 级 。 4．ＰＮ结击穿共有三种： 雪崩击穿 、 隧道击穿 、 热击穿 ，击穿现象中，电流增大的基本原因不是由于迁移率增大，而是由于载流子浓度增加，一般掺杂浓度下， 雪 崩 击穿机构是主要的，当杂质浓度较高，且反向电压不高时，易发生 隧道 击穿。 5．MIS 结构外加栅压时，半导体表面共有三种状态： 积累 、 耗尽 、 反 型 。 二、 选择题：（共20分 每空1分） 1．硅单晶中的空位属于（ A ） Ａ 点缺陷 Ｂ 线缺陷 Ｃ 面缺陷 2．半导体晶体中原子结合的性质主要是（ A ）。 A 共价键结合 B 金属键结合 C 离子键结合 3．下列能起有效复合中心作用的物质是（ B ） A 硼（ B ） B 金（Au ） C 磷（P ） D 铝（Al ） 4．载流子的迁移率是描述载流子( A )的一个物理量；载流子的扩散系数是描述载流子( B )的一个物理量。 A 在电场作用下的运动快慢 B 在浓度梯度作用下的运动快慢 5．载流子的扩散运动产生（ C ）电流，漂移运动产生（ A ）电流。 A 漂移 B 隧道 C 扩散 6．实际生产中，制作欧姆接触最常用的方法是（ A ） Ａ 重掺杂的半导体与金属接触 Ｂ 轻掺杂的半导体与金属接触 7．MIS 结构半导体表面出现强反型的临界条件是（ B ）。（V S 为半导体表面电势；qV B =E i -E F ） A V S =V B B V S =2V B C V S =0 8．pn 结反偏状态下，空间电荷层的宽度随外加电压数值增加而（ A ）。 A ．展宽 B ．变窄 C ．不变 9．在开关器件及与之相关的电路制造中，（ C ）已作为缩短少数载流子寿命的有效手段。 A 钝化工艺 B 退火工艺 C 掺金工艺 10．真空能级和费米能级的能值差称为（ A ） A 功函数 B 亲和能 C 电离电势 11．平面扩散型双极晶体管中掺杂浓度最低的是（ C ） A 发射区 B 基区 C 集电区 12．下列对钠离子有阻挡作用的钝化膜为（ B ） A 二氧化硅 B 氮化硅 13．室温下，半导体Si 中掺硼的浓度为1014cm －3，同时掺有浓度为1.1×1015cm － 3的磷，则电子 浓度约为（ B ），空穴浓度为（ D ），费米能级（ G ）；将该半导体升温至570K ，则多子浓度约为（ F ），少子浓度为（ F ），费米能级（ I ）。（已知：室温下，ni ≈ 1.5×1010cm －3，570K 时，ni ≈2×1017cm － 3） A 1014cm －3 B 1015cm －3 C 1.1×1015cm － 3 D 2.25×105cm －3 E 1.2×1015cm －3 F 2×1017cm － 3 G 高于Ei H 低于Ei I 等于Ei 三、 判断题（共20分 每题１分） 1. （ √ ）半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间。 2. （ × ）晶体中内层电子有效质量小于外层电子的有效质量。 3. （ √ ）半导体中杂质越多，晶格缺陷越多，非平衡载流子的寿命就越短。 4. （ √ ）半导体中的电子浓度越大，则空穴浓度越小。 5. （ × ）同一种材料中，电子和空穴的迁移率是相同的。 6. （ × ）半导体中载流子低温下发生的散射主要是晶格振动的散射。 7. （ √ ）非平衡载流子的注入方式有电注入和光注入两种，ＰＮ结在外加正向偏压的作用下发生的非平衡载流子的注入是电注入。 8. （ √ ）MOSFET 只有一种载流子（电子或空穴）传输电流。 9. （ √ ）反向电流和击穿电压是表征晶体管性能的主要参数。 10. （ √ ）在某些气体中退火可以降低硅-二氧化硅系统的固态电荷和界面态。 11. （ √ ）高频下，pn 结失去整流特性的因素是pn 结电容 12. （ × ）pn 结的雪崩击穿电压主要取决于高掺杂一侧的杂质浓度。 13. （ √ ）要提高双极晶体管的直流电流放大系数α、β值，就必须提高发射结的注入系数和基区输运系数。 14. （ √ ）二氧化硅层中对器件稳定性影响最大的可动离子是钠离子。 15. （ √ ）场效应晶体管的源极和漏极可以互换，但双极型晶体管的发射极和集电极是不可以互换的。 16. （ √ ）强n 型半导体的费米能级位置最高，强p 型半导体的费米能级位置最低。 17. （ √ ）金是硅中的深能级杂质，在硅中能形成双重能级（受主和施主能级），所以金是有效的复合中心。 18. （ × ）PN 结势垒区主要向杂质浓度高一侧扩展。 19. （ × ）制造MOS 器件常常选用[110]晶向的硅单晶。 20. （ √ ）金属与半导体接触可形成肖特基接触和欧姆接触。 四、名词解释 (共12分 每题3分) 1．平衡状态、非平衡状态 常州信息职业技术学院 2009 －2010 学年第 一 学期 半导体器件物理 课程期末试卷 班级 姓名 学号 成绩 装 订 线
半导体器件物理习题答案 1、简要的回答并说明理由：①p+-n结的势垒宽度主要决定于n 型一边、还是p型一边的掺杂浓度？②p+-n结的势垒宽度与温度的关系怎样？③p+-n结的势垒宽度与外加电压的关系怎样？④Schottky 势垒的宽度与半导体掺杂浓度和温度分别有关吗？ 【解答】①p+-n结是单边突变结，其势垒厚度主要是在n型半导体一边，所以p+-n结的势垒宽度主要决定于n型一边的掺杂浓度；而与p型一边的掺杂浓度关系不大。因为势垒区中的空间电荷主要是电离杂质中心所提供的电荷（耗尽层近似），则掺杂浓度越大，空间电荷的密度就越大，所以势垒厚度就越薄。②因为在掺杂浓度一定时，势垒宽度与势垒高度成正比，而势垒高度随着温度的升高是降低的，所以p+-n结的势垒宽度将随着温度的升高而减薄；当温度升高到本征激发起作用时，p-n结即不复存在，则势垒高度和势垒宽度就都将变为0。③外加正向电压时，势垒区中的电场减弱，则势垒高度降低，相应地势垒宽度也减薄；外加反向电压时，势垒区中的电场增强，则势垒高度升高，相应地势垒宽度也增大。 ④Schottky势垒区主要是在半导体一边，所以其势垒宽度与半导体掺杂浓度和温度都有关（掺杂浓度越大，势垒宽度越小；温度越高，势垒宽度也越小）。 2、简要的回答并说明理由：①p-n结的势垒高度与掺杂浓度的关系怎样？②p-n结的势垒高度与温度的关系怎样？③p-n结的势垒高度与外加电压的关系怎样？ 【解答】①因为平衡时p-n结势垒（内建电场区）是起着阻挡多数载流子往对方扩散的作用，势垒高度就反映了这种阻挡作用的强弱，即势垒高度表征着内建电场的大小；当掺杂浓度提高时，多数载流子浓度增大，则往对方扩散的作用增强，从而为了达到平衡，就需要更强的内建电场、即需要更高的势垒，所以势垒高度随着掺杂浓度的提高而升高（从Fermi 能级的概念出发也可说明这种关系：因为平衡时p-n结的势垒高度等于两边半导体的Fermi 能级的差，当掺杂浓度提
2006级《现代半导体器件》期末考试试卷A 标准答案 1. (1)对于P －Si 为衬底时：V n N q kT i A FP 29.010 5.110ln 02 6.0ln 10 15 =⨯⨯==ϕ，而氧化层电容：2 87 140/109.210 1209 .31085.8----⨯=⨯⨯⨯== cm F t C ox ox ox εε则 阈 值 电 压 () V C Q n N q kT C qN V ox ox ms i A ox FP D s TN 41.1109.2106.11038.029.02109.258.09.11106.1101085.82ln 222819 112 1 281915142 120-=⨯⨯⨯⨯--⨯+⎥⎥⎦ ⎤⎢⎢⎣⎡⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯= -++⎥⎦ ⎤⎢⎣⎡=-----φϕεε (2)对于N －Si 衬底：V n N q kT i D FN 29.010 5.110ln 02 6.0ln 10 15-=⨯⨯-=-=ϕ () V C Q n N q kT C V ox ox ms i D ox FP s TP 53.2109.2106.11032.029.02109.258.0106.1109.111085.82ln 222819 112 1 2201915142 120-=⨯⨯⨯⨯-+⨯-⎥⎥⎦ ⎤⎢⎢⎣⎡⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯-= -+-⎥⎦ ⎤⎢⎣⎡-=---φϕεε 结果表明对于NMOS ，在考虑界面电荷影响的前提下，在V GS ＝0时即可实现正常工作，而对于PMOS 阈值电压为负，室温下处于截止状态，所以平带电压对于MOSFET 的阈值电压的影响很大。 2. 解：(1)双极晶体管的开关过程可分为四个阶段：a.延迟阶段；b.上升阶段；c.储存阶 段；d.下降阶段。其中储存过程所需要的时间最长，所以储存时间是影响开关时间的关键。 (2)储存过程是指从t 3外加脉冲信号去掉(V I =0)到t 4电流I C ＝0.9I CS 的过程。当外加脉冲电压突然去掉时，I C 不会立刻减小，超量存储电荷不会立刻消失。此时基极电流成为反向抽出电流I B2，与原来基极电流方向相反，其作用就是释放基区和集电区中的超量存储电荷Q BS 和Q CS 。在Q BS 和Q CS 消失之前，基区电荷密度梯度保持不变，集电极电流I CS 也保持不变，只有当超量存储电荷完全消失后，发射结和集电结的电压才发生变化，势垒电容开始放电，集电极电流才开始下降。
施敏 半导体器件物理英文版 第一章习题 1. （a ）求用完全相同的硬球填满金刚石晶格常规单位元胞的最大体积分数。 （b ）求硅中（111）平面内在300K 温度下的每平方厘米的原子数。 2. 计算四面体的键角，即，四个键的任意一对键对之间的夹角。（提示：绘出四 个等长度的向量作为键。四个向量和必须等于多少？沿这些向量之一的方向 取这些向量的合成。） 3. 对于面心立方，常规的晶胞体积是a 3，求具有三个基矢：（0,0,0→a/2,0,a/2）， (0,0,0→a/2,a/2,0),和(0,0,0→0,a/2,a/2)的fcc 元胞的体积。 4. （a ）推导金刚石晶格的键长d 以晶格常数a 的表达式。 （b ）在硅晶体中，如果与某平面沿三个笛卡尔坐标的截距是10.86A ，16.29A ， 和21.72A ，求该平面的密勒指数。 5. 指出（a ）倒晶格的每一个矢量与正晶格的一组平面正交，以及 （b ）倒晶格的单位晶胞的体积反比于正晶格单位晶胞的体积。 6. 指出具有晶格常数a 的体心立方（bcc ）的倒晶格是具有立方晶格边为4π/a 的面心立方（fcc ）晶格。[提示：用bcc 矢量组的对称性： )(2x z y a a -+=，)(2y x z a b -+=，)(2 z y x a c -+= 这里a 是常规元胞的晶格常数，而x ，y ，z 是fcc 笛卡尔坐标的单位矢量： )(2z y a a +=，)(2x z a b +=，)(2 y x a c +=。] 7. 靠近导带最小值处的能量可表达为 .2*2*2*22 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=z z y y x x m k m k m k E 在Si 中沿[100]有6个雪茄形状的极小值。如果能量椭球轴的比例为5:1是常数，求纵向有效质量m*l 与横向有效质量m*t 的比值。 8. 在半导体的导带中，有一个较低的能谷在布里渊区的中心，和6个较高的能 谷在沿[100] 布里渊区的边界，如果对于较低能谷的有效质量是0.1m0而对 于较高能谷的有效质量是1.0m0，求较高能谷对较低能谷态密度的比值。 9. 推导由式（14）给出的导带中的态密度表达式。（提示：驻波波长λ与半导体
半导体器件物理施敏答案 【篇一：施敏院士北京交通大学讲学】t>——《半导体器件物理》 施敏 s.m.sze,男，美国籍，1936年出生。台湾交通大学电子工程 学系毫微米元件实验室教授，美国工程院院士，台湾中研院院士， 中国工程院外籍院士，三次获诺贝尔奖提名。 学历：美国史坦福大学电机系博士（1963），美国华盛顿大学电机 系硕士（1960），台湾大学电机系学士（1957）。 经历：美国贝尔实验室研究（1963-1989），交通大学电子工程系 教授（1990-），交通大学电子与资讯研究中心主任（1990-1996），国科会国家毫微米元件实验室主任（1998-），中山学术奖（1969），ieee j.j.ebers奖（1993），美国国家工程院院士（1995）, 中国工 程院外籍院士 (1998)。 现崩溃电压与能隙的关系，建立了微电子元件最高电场的指标等。 施敏院士在微电子科学技术方面的著作举世闻名，对半导体元件的 发展和人才培养方面作出了重要贡献。他的三本专著已在我国翻译 出版，其中《physics of semiconductor devices》已翻译成六国 文字，发行量逾百万册；他的著作广泛用作教科书与参考书。由于 他在微电子器件及在人才培养方面的杰出成就,1991年他得到了ieee 电子器件的最高荣誉奖（ebers奖），称他在电子元件领域做出了基础性及前瞻性贡献。施敏院士多次来国内讲学，参加我国微电子器 件研讨会；他对台湾微电子产业的发展，曾提出过有份量的建议。 主要论著： 1. physics of semiconductor devices, 812 pages, wiley interscience, new york, 1969. 2. physics of semiconductor devices, 2nd ed., 868 pages, wiley interscience, new york, 1981. 3. semiconductor devices: physics and technology, 523 pages, wiley, new york, 1985. 4. semiconductor devices: physics and technology, 2nd ed., 564 pages, wiley, new york, 2002. 5. fundamentals of semiconductor fabrication, with g. may, 305 pages, wiley, new york, 2003
《半导体器件物理》试卷（二）标准答案及评分细则 一、填空（共 24 分，每空 2 分） 1、 PN 结电击穿的产活力构两种； 答案：雪崩击穿、地道击穿或齐纳击穿。 2、双极型晶体管中重混杂发射区目的； 答案：发射区重混杂会致使禁带变窄及俄歇复合，这将影响电流传输，目的 为提升发射效率，以获得高的电流增益。 3、晶体管特点频次定义； 答案：跟着工作频次 f 的上涨，晶体管共射极电流放大系数降落为1时所对应的频次f T，称作特点频次。 4、P 沟道耗尽型 MOSFET 阈值电压符号； 答案： V T0。 5、 MOS 管饱和区漏极电流不饱和原由； 答案：沟道长度调制效应和漏沟静电反应效应。 6、 BV CEO含义； 答案：基极开路时发射极与集电极之间的击穿电压。 7、 MOSFET 短沟道效应种类； 答案：短窄沟道效应、迁徙率调制效应、漏场感觉势垒降落效应。 8、扩散电容与过渡区电容差别。 答案：扩散电容产生于过渡区外的一个扩散长度范围内，其机理为少子的充 放电，而过渡区电容产生于空间电荷区，其机理为多子的注入和耗尽。 二、简述（共 20 分，每题 5 分） 1、内建电场； 答案： P 型资料和 N 型资料接触后形成 PN 结，因为存在浓度差， N 区的电子会扩散到 P 区，P 区的空穴会扩散到 N 区，而在 N 区的施主正离子中心固定不动，出现净的正电荷，相同 P 区的受主负离子中心也固定不动，出现净的负电荷，于是就会产生空间电荷区。在空间电荷区内，电子和空穴又会发 生漂移运动，它的方向正好与各自扩散运动的方向相反，在无外界扰乱的情 况下，最后将达到动向均衡，至此形成内建电场，方向由N 区指向 P区。 2、发射极电流集边效应； 答案：在大电流下，基极的串连电阻上产生一个大的压降，使得发射极由边 沿到中心的电场减小，进而电流密度从中心到边沿逐渐增大，出现了发射极 电流在凑近基区的边沿渐渐增大，此现象称为发射极电流集边效应，或基区
第一章 1、费米能级和准费米能级 费米能级：不是一个真正的能级，是衡量能级被电子占据的几率的大小的一个标准，具有决定整个系统能量以及载流子分布的重要作用。 准费米能级：是在非平衡状态下的费米能级，对于非平衡半导体，导带和价带间的电子跃迁失去了热平衡，不存在统一费米能级。就导带和价带中的电子讲，各自基本上处于平衡态，之间处于不平衡状态，分布函数对各自仍然是适应的，引入导带和价带费米能级，为局部费米能级，称为“准费米能级”。 2、简并半导体和非简并半导体 简并半导体：费米能级接近导带底(或价带顶)，甚至会进入导带(或价带)，不能用玻尔兹曼分布，只能用费米分布 非简并半导体：半导体中掺入一定量的杂质时，使费米能级位于导带和价带之间3、空间电荷效应 当注入到空间电荷区中的载流子浓度大于平衡载流子浓度和掺杂浓度时，则注入的载流子决定整个空间电荷和电场分布，这就是空间电荷效应。在轻掺杂半导体中，电离杂质浓度小，更容易出现空间电荷效应，发生在耗尽区外。 4、异质结 指的是两种不同的半导体材料组成的结。 5、量子阱和多量子阱 量子阱：由两个异质结或三层材料形成，中间有最低的E C和最高的E V，对电子和空穴都形成势阱，可在二维系统中限制电子和空穴 当量子阱由厚势垒层彼此隔开时，它们之间没有联系，这种系统叫做多量子阱 6、超晶格 如果势垒层很薄，相邻阱之间的耦合很强，原来分立的能级扩展成能带(微带)，能带的宽度和位置与势阱的深度、宽度及势垒的厚度有关，这种结构称为超晶格。 7、量子阱与超晶格的不同点 a.跨越势垒空间的能级是连续的 b.分立的能级展宽为微带 另一种形成量子阱和超晶格的方法是区域掺杂变化 第二章 1、空间电荷区的形成机制 当这两块半导体结合形成p-n结时，由于存在载流子浓度差，导致了空穴从p区到n 区，电子从n区到p区的扩散运动。对于p区，空穴离开后，留下了不可动的带负电的电离受主，这些电离受主，没有正电荷与之保持电中性，所以在p-n结附近p 区一侧出现了一个负电荷区。同理，n区一侧出现了由电离施主构成的正电荷区，这些由电离受主和电离施主形成的区域叫空间电荷区。 2、理想p-n结 理想的电流-电压特性所依据的4个假设： a.突变耗尽层近似 b.玻尔兹曼统计近似成立 c.注入的少数载流子浓度小于平衡多数载流子浓度 d.在耗尽层内不存在产生-复合电流3、肖克莱方程（即理想二极管定律） 总电流之和J=J p+J n=J0[exp(qV kT )−1]，其中J0=qD p0n i2 L p N D +qD n n i2 L n N A 肖克莱方程准确描述了在低电流密度下p-n结的电流-电压特性，但也偏离理想情形，原因：a耗尽层载流子的产生和复合b在较小偏压下也可能发生大注入c串联电阻效应d载流子在带隙内两个状态之间的隧穿表面效应 4、p-n结为什么是单向导电 在正向偏压下，空穴和电子都向界面运动，使空间电荷区变窄，电流可以顺利通过。在反向偏压下，空穴和电子都向远离界面的方向运动，使空间电荷区变宽，电流不能流过，反向电压增大到一定程度时，反向电流将突然增大，电流会大到将PN结烧毁，表现出pn结具有单向导电性。 5、扩散电容和势垒电容 扩散电容：p-n结正向偏置时所表现出的一种微分电容效应 势垒电容：当p-n结外加电压变化时，引起耗尽层的电荷量随外加电压而增多或减少，耗尽层宽窄变化所等效的电容称为势垒电容。 6、击穿的机制 击穿仅发生在反向偏置下 a.热击穿：在高反向电压下，反向电流引起热损耗导致结温增加，结温反过来又增加了反向电流，导致了击穿 b.隧穿:在强电场下，由隧道击穿，使电子从价带越过禁带到达导带所引起的一种击穿现象 c.雪崩倍增：当p-n结加的反向电压增加时，电子和空穴获得更大的能量，不断发生碰撞，产生电子空穴对。新的载流子在电场的作用下碰撞又产生新的电子空穴对，使得载流子数量雪崩式的增加，流过p-n结的电流急剧增加，导致了击穿 6、同型异质结和反型异质结 同型异质结：两种不同的半导体材料组成的结，导电类型相同 异型异质结：两种不同的半导体材料组成的结，导电类型不同 8、异质结与常规的p-n结相比的优势 异质结注入率除了与掺杂比有关外，还和带隙差成指数关系，这点在双极晶体管的设计中非常关键，因为双极晶体管的注入比与电流增益有直接的关系，异质结双极晶体管(HBT)运用宽带隙半导体材料作为发射区以减小基极电流 第三章 1、肖特基二极管 肖特基二极管是一种导通电压降较低，允许高速切换的二极管，是利用肖特基势垒特性而产生的电子元件，一般为0.3V左右，且具有更好的高频特性 优点：其结构给出了近似理想的正向I-V曲线，其反向恢复时间很短，饱和时间大为减少，开关频率高。正向压降低，工作在0.235V 缺点：其反向击穿电压较低及方向漏电流偏大 2、肖特基二极管和普通二极管相比 优：开关频率高，正向电压降低缺：击穿电压低，反向电流大 3、欧姆接触 欧姆接触定义为其接触电阻可以忽略的金属-半导体接触 它不产生明显的附近阻抗，而且不会使半导体内部的平衡载流子浓度发生显著的改变，重掺杂的p-n结可以产生显著的隧道电流，金属和半导体接触时，如果半导体掺杂浓度很高，则势垒区宽度变得很薄，电子也要通过隧道效应贯穿势垒产生相当大的隧道流，甚至超过热电子发射电流而成为电流的主要成分。当隧道电流占主导地位时，它的接触电阻可以很小，可以用作欧姆接触。 制造欧姆接触的技术：a.建立一个更重掺杂的表面层 b.加入一个异质结，附加一个小带隙层材料、同种类型半导体的高掺杂区 4、整流接触 肖特基势垒是指具有整流特性的金属-半导体接触面（形成阻挡层），如同二极管具有整流特性。肖特基势垒相较于PN接面最大的区别在于具有较低的接面电压，以及在金属端具有相当薄的耗尽层宽度。 5、区别金属-半导体接触的电流输运主要依靠多子，而p-n结主要依靠少数载流子完成电流输运 第四章 1、MIS的表面电场效应 当VG=0时，理想半导体的能带不发生弯曲，即平带状态，在外加电场作用下，在半导体表面层发生的物理现象，主要在载流子的输运性质的改变。表面势及空间电荷区的分布随电压VG而变化。归纳为三种情况：积累，耗尽，反型。对于p型半导体 多子积累：当金属板加负电压时，半导体表面附近价带顶向上弯曲并接近于费米能级，对理想的MIS电容，无电流流过，所以费米能级保持水平。因为载流子浓度与能量差呈指数关系，能带向上弯曲使得多数载流子（空穴）在表面积累 耗尽：当施加小的正电压时，能带向下弯曲，多数载流子耗尽 反型：施加更大的正电压，能带更向下弯曲，以致本征费米能级和费米能级在表面附近相交，此时表面的电子（少数载流子）数大于空穴数，表面反型 2、解释MIS的C-V曲线图 高低频的差异是因为少数载流子的积累 a.低频时，左侧为空穴积累时的情形，有大的半导体微分电容，总电容接近于绝缘体电容；当负电压降为零时，为平带状态；进一步提高正向电压，耗尽区继续扩展，可将其看作是与绝缘体串联的、位于半导体表面附近的介质层，这将导致总电容下降，电容在达到一个最小值后，随电子反型层在表面处的形成再次上升，强反型时，电荷的增量不再位于耗尽层的边界处，而是在半导体表面出现了反型层导致了大的电容。 b.高频时，强反型层在φs≈2φB处开始，一旦强反型发生。耗尽层宽度达到最大，当能带弯曲足够大，使得φs=2φB时，反型层就有效的屏蔽了电场向半导体内的进一步渗透，即使是变化缓慢的静态电压在表面反型层引发附加电荷，高频小信号对于少数载流子而言变化也是很快的。增量电荷出现在耗尽层的边缘上 第五章 1、三种接法共基、共射、共集 2、四种工作状态 放大：发射极正偏，集电极反偏饱和：都正偏 截止：都反偏发向：发射极反偏，集电极正偏 3、Kirk效应（基区展宽效应） 在大电流状态下，BJT的有效基区随电流密度增加而展宽，准中性基区扩展进入集电区的现象，称为Kirk效应 产生有效基区扩展效应的机构主要是大电流时集电结N−侧耗尽区中可移动电荷中和离化的杂质中心电荷导致空间电荷区朝向远离发射结方向推移。 4、厄尔利效应（基区宽度调制效应） 当双极性晶体管（BJT）的集电极－发射极电压VCE改变，基极－集电极耗尽宽度WB-C（耗尽区大小）也会跟着改变。此变化称为厄利效应 5、发射区禁带宽度变窄 在重掺杂情况下，杂质能级扩展为杂质能带，当杂质能带进入了导带或价带，并相连在一起，就形成了新的简并能带，使能带的状态密度发生变化，简并能带的尾部伸入禁带，导致禁带宽度减小，这种现象称为禁带变窄效应。