半导体器件物理名词解释

半导体物理名词解释1.单电子近似：假设每个电子是在周期性排列且固定不动的原子核势场及其他电子的平均势场中运动。

该势场是具有与晶格同周期的周期性势场。

2.电子的共有化运动：原子组成晶体后，由于电子壳层的交叠，电子不再完全局限在某一个原子上，可以由一个原于转移到相邻的原子上去，因而，电子将可以在整个晶体中运动。

这种运动称为电子的共有化运动。

3.允带、禁带： N个原子相互靠近组成晶体，每个电子都要受到周围原子势场作用，结果是每一个N度简并的能级都分裂成距离很近能级，N个能级组成一个能带。

分裂的每一个能带都称为允带。

允带之间没有能级称为禁带。

4.准自由电子：内壳层的电子原来处于低能级，共有化运动很弱，其能级分裂得很小，能带很窄，外壳层电子原来处于高能级，特别是价电子，共有化运动很显著，如同自由运动的电子，常称为“准自由电子”，其能级分裂得很厉害，能带很宽。

6.导带、价带：对于被电子部分占满的能带，在外电场的作用下，电子可从外电场中吸收能量跃迁到未被电子占据的能级去，形成了电流，起导电作用，常称这种能带为导带。

下面是已被价电子占满的满带，也称价带。

8.（本证激发）本征半导体导电机构：对本征半导体，导带中出现多少电子，价带中相应地就出现多少空穴，导带上电子参与导电，价带上空穴也参与导电，这就是本征半导体的导电机构。

9.回旋共振实验意义：这通常是指利用电子的回旋共振作用来进行测试的一种技术。

该方法可直接测量出半导体中载流子的有效质量，并从而可求得能带极值附近的能带结构。

当交变电磁场角频率W等于回旋频率Wc时，就可以发生共振吸收，Wc=qB/有效质量10.波粒二象性，动量，能量P=m0v E=12P2m0P=hk1.间隙式杂质：杂质原子位于晶格原子间的间隙位置，称为间隙式杂质。

2.替位式杂质：杂质原子取代晶格原子而位于晶格点处，称为替位式杂质。

3.施主杂质与施主能级：能够释放电子而产生导电电子并形成正电中心。

它们称为施主杂质或n型杂质。

1雪崩击穿：
加外部反向电压耗尽区中的载流子受到该区电场加速而不断增加能量，当能量达到足够大时，载流子与晶格碰撞时产生电子-空穴对。

新的电子-空穴对又在电场作用下加速，与原子碰撞时再产生第三代电子-空穴对。

如此继续，产生大量导电载流子，电流迅速上升。

2 影响雪崩击穿电压的因素:
（1）：杂质浓度及杂质分布对击穿电压的影响；（2）：外延层厚度对击穿电压的影响；（3）：棱角电场对雪崩击穿电压的影响：（4）：表面状况及工艺因素对反向击穿电压的影响；(5)：温度对雪崩击穿电压的影响。

3穿通击穿：
若在发生雪崩击穿之前，集电结的空间电荷区已经扩展到发射结处，即晶体管击穿，此时称为穿通击穿。

4隧道击穿
5：势垒电容：
（老师ppt上的）
当外加电压VA变化时，pn结的空间电荷宽度跟着发生变化，因而势垒区的电荷量也就随着外加电压变化而变化。

这相当于pn结中存储的电荷量也随之变
化，犹如电容的充放电效应。

因为放生在势垒区，故称为势垒电容，用CT表示。

（师兄的）
6：扩散电容：。

共有化运动:在半导体中，由于原子之间的相互作用，电子不再局限于某个原子，而是可以在整个晶体中自由运动的现象能带特点：分裂的每一个能带称为允带。

允带间的能量范围称为禁带内层原子受到的束缚强，共有化运动弱，能级分裂小，能带窄，外层原子受束缚弱，共有化运动强，能级分裂明显，能带宽价带是指晶体中最低能量的，能带其中的电子通常被束缚在原子或分子中，不能自由移动导带是指晶体中能量较高的，能带其中的电子可以自由移动并参与导电禁带是指晶体中价带和导带之间的能量区域，其中不存在允许的电子能量状态允带是指晶体中允许电子存在的能量状态所组成的能带本征激发：价带上的电子被激发成为准自由电子，即价带电子激发成为导带电子的过程有效质量体现了晶格周期性势场的影响能带底部的有效质量大于零，能带顶部的有效质量小于零有效质量具有方向性能带宽，有效质量小，能带窄，有效质量大空穴:半导体中，由于电子的运动而形成的空位满带中的电子不导电施主杂质:为半导体材料提供导电电子的杂质受主杂质:为半导体材料提供导电空穴的杂质杂质电离:价电子脱离杂质原子成为自由电子的过程施主能级：被失主杂质束缚的电子的能量状态（多余电子的杂质能级）受主能级:被受主杂质所束缚的空穴的能量状态(多余空穴的杂质能级)N型半导体:依靠导带电子导电的半导体P型半导体:依靠空穴导电的半导体浅能级杂质:施主或受主能级离导带底或价带顶很近,杂质电离能很小深能级杂质:杂质电离能大,施主能级远离导带底,受主能级远离价带顶。

杂质的补偿作用：半导体中同时存在施主杂质和受主杂质时，施主杂质和受主杂质之间有相互抵消的作用ND＞NA，ND-NA为有效施主浓度ND＜NA，NA-ND为有效受主浓度弗伦克尔缺陷:间隙，原子和空位是成对出现的肖特基缺陷:只在晶体内形成空穴而无间隙原子空穴和替位原子都是点缺陷位错是线缺陷状态密度:在能带中能量E附近，每单位能量间隔内的量子态数有效质量大的能带状态密度大费米分布函数f（E）:描述每个量子态被电子占据的几率随E的变化，f（E）＝1/［1+exp（（E-EF）/k0T）］费米能级EF是系统的化学势：指温度为绝对零度时固体能带中充满电子的最高能级载流子的复合:电子从高能量的量子态跃迁到低能量的量子态，并向晶格放出一定能量，从而使导带中的电子和价带中的空穴不断减少热平衡状态:在一定的温度下，电子从低能量的量子态跃迁到高能量的量子状态及电子从高能量的量子态跃迁到低能量的量子态这两个相反过程之间建立起动态平衡。

半导体物理中的名词解释引言半导体物理是研究半导体材料与器件特性及其应用的学科领域。

在这个领域中，涉及了许多专有名词和概念。

本文将对部分半导体物理中的名词进行解释，帮助读者更好地理解和掌握半导体物理的基础知识。

1. 半导体半导体是指在温度较低时具有介于导体和绝缘体之间电导率的物质。

其导电性能可以通过外加电场或温度的改变而变化。

在半导体中，电子的能带结构起着关键作用。

常见的半导体材料包括硅和锗。

2. 能带能带是描述电子能量状态的概念，常见的有价带和导带。

价带是较低能量的电子能级，而导带是较高能量的电子能级。

能带间的能隙是指两个能带之间的能量差异。

3. 底带和势垒底带是指位于能量较低的束缚态能级，例如价带。

势垒是指在能带之间建立的电势差。

在半导体中，势垒可以通过外加电场或杂质掺入来调节。

4. 载流子载流子是指在半导体中参与电荷输运的粒子，包括电子和空穴。

电子的运动带负电荷，而空穴则带正电荷。

在半导体中，载流子的浓度和运动性质对于电导率至关重要。

5. 禁带宽度和掺杂禁带宽度是指价带和导带之间的能隙。

掺杂是通过引入杂质来改变半导体的导电性能。

掺杂可以分为n型和p型掺杂，分别引入电子和空穴作为载流子。

6. PN结和二极管PN结是指将n型半导体和p型半导体相接触形成的结构。

PN结具有整流特性，发挥了二极管的作用。

当正向偏置时，电流可以流过结；而反向偏置时，电流则被阻塞。

7. MOS结和场效应晶体管MOS结是指金属氧化物半导体结。

它是指在绝缘体上形成金属-氧化物-半导体结构。

MOS结构被广泛应用于场效应晶体管中。

场效应晶体管是一种控制门电压来调节电流的半导体器件。

8. 肖特基结和肖特基二极管肖特基结是一种由金属和半导体形成的结。

肖特基结具有快速开关特性和低电压降，被用于高频和高速电子器件。

肖特基二极管是利用肖特基结制成的二极管。

9. 光电效应和光电二极管光电效应是指当光照射到半导体材料时，激发电子从价带跃迁到导带的现象。

第一章(1)晶态:固体材料中的原子有规律的周期性排列,或称为长程有序。

(2)非晶态:固体材料中的原子不是长程有序地排列,但在几个原子的范围内保持着有序性,或称为短程有序。

(3)准晶态:介于晶态和非晶态之间的固体材料,其特点是原子有序排列,但不具有平移周期性。

(4)单晶:原子呈周期性排列的晶体。

(5)多晶:由许多取向不同的单晶体颗粒无规则堆积而成的固体材料。

(6)原子价键:主要的原子价键有共价键、离子键、π键和金属键。

(7)共价键与非极性共价键:共价键是相邻原子间通过共用自旋方向相反的电子对电子云重叠)与原子核间的静电作用形成的,成键的条件是成键原子得失电子的能力相或是差别较小,或者是成键原子一方有孤对电子(配位体),另一方有空轨道(中心离如果相邻原子吸引电子的能力是一样的,则共用电子对不会发生偏移,这样的共价就是非极性共价键。

共价键的数目遵从8-N原则(8)空穴:光激发或热激发等激发因素会使原子键断裂而释放出电子,在断键处少掉1个电子,等效于留下一个带(+q)电量的正电荷在键电子原来所在的位置,这就是空穴（9）半导体的载流子:有两种载流子,带负电的电子和带正电的空穴。

（10)基态:在0K下,半导体中的电子空穴对产生之前的固体所处的状态。

（11）激发态:电子空穴对产生之后的固体所处的状态（12）光激发:光照产生电子空穴对的过程。

第二章(1)量子:热辐射的粒子形态。

(2)德布罗意波长:普朗克常量与粒子的动量p的比值。

(3)海森伯堡测不准原理:对于同一粒子,不可能同时确定其坐标和动量。

(4)量子化能级:束缚态粒子的分立的能级。

(5)波粒二象性:微观粒子有时表现为波动形态,而电磁波有时表现为粒子形态。

(6)光生载流子:光照产生的载流子。

(7)热生载流子:热激发产生的载流子(8)半导体能带结构:分为E-k图和E-x图。

(9)导带:价带上能量最低的允带(10)价带:价电子所在的允带。

(11)禁带:导带底与价带顶之间的能量区域(12)禁带宽度:导带底与价带顶之间的能量差。

1、反型异质结：掺杂剂在冶金结处变化的异质结。

2、同型异质结：掺杂剂在冶金结处不变的异质结。

3、电子亲和规则：在一个理想的异质结中，导带处的不连续性是由于两种半导体材料的电子亲和能不同引起的。

4、异质结：两种不同的半导体材料接触形成的结。

5、肖特基效应（镜像力降低效应）：由于电场引起的金属—半导体接触处势垒峰值降低的现象。

6、欧姆接触：金属—半导体接触电阻很低，且在结两边都能形成电流的非整流接触。

7、肖特基接触：金属—半导体的整流接触。

8、肖特基势垒高度：金属—半导体结中从金属到半导体的势垒。

9、热电子发射效应：载流子具有足够的热能时，电荷流过势垒的过程。

10、二维电子气（2—DEG）：电子堆积在异质结表面的势阱中，在与表面垂直的方向上有量子化能级。

11、功函数：真空中静止电子的能量E0与费米能级EF之差。

12、电子亲和能：使半导体导带底的电子逸出体外所需要的最小能量。

13、金属—半导体功函数差：金属功函数和电子亲和能之差的函数。

14、堆积层电容：由于热平衡载流子浓度过剩而在氧化层下面产生的电荷。

15、体电荷效应：由于漏源电压改变引起的沿沟道长度方向上的空间电荷宽度改变所导致的漏电流偏离理想情况。

16、沟道长度调制：当MOSFET进入饱和区时有效沟道长度随漏—源电压的改变。

17、沟道电导：当栅源电压趋近于极限值0时，漏电流随着漏源电压的变化率。

18、沟道电导调制效应：沟道电导随栅极电压的变化过程。

19、CMOS：互补MOS；将p沟与n沟器件制作在同一芯片上的电路工艺。

20、截止频率：输入交流栅电流等于输出交流漏电流时的信号频率。

21、耗尽型MOSFET：必须施加栅电压才能关闭的一类MOSFET。

22、增强型MOSFET：必须施加栅电压才能开启的一类MOSFET。

23、等价固定氧化层电荷：与氧化层—半导体界面紧邻的氧化层中的有效固定电荷，用Q’ss表示。

24、平带电压：平带条件发生时所加的栅压，此时氧化层下面的半导体中没有空间电荷区。

《半导体物理》基本名词解释极性半导体：含有离子键成分本征半导体：不含杂质的半导体本征激发：电子从价带跃迁到导带禁带宽度：脱离共价键所需要的最低能量缺陷分类：点缺陷（空位、间隙原子）线缺陷（位错）面缺陷（层错、晶粒间界）弗兰克尔缺陷：空位与间隙成对出现肖特基缺陷：只有空位杂质原子分类：替位式、间隙式施主杂质：释放电子而产生导电电子并形成正电中心受主杂质：接受电子而产生导电空穴并形成负电中心施主能级：被施主杂质束缚的电子的能量状态受主能级：被受主杂质束缚的空穴的能量状态施主杂质电离能：被俘获的电子摆脱束缚成为自由电子所需要的能量受主杂质电离能：被俘获的空穴摆脱束缚从而参与导电所需要的能量N型半导体：主要依靠导带电子导电的半导体P 型半导体：主要依靠价带空穴导电的半导体浅能级杂质：在半导体禁带中产生能级距带边较近的杂质，对载流子浓度和导电类型影响大深能级杂质：施主能级距离导带底远，受主能级距离价带顶远，对载流子复合作用大补偿作用：施主杂志和受主杂质同时存在有相互抵消的作用双性行为：杂质既能表现为施主杂质又能表现为受主杂质（Si在GaAs中）等电子陷阱：等电子杂质因电负性的差将俘获某种载流子而成为带点中心能态密度（状态密度）：单位能量间隔内的状态数目费米分布函数：能量为E的一个量子态被一个电子占据的概率费米能级（化学势）：标志了电子的填充水平简并系统：服从费米统计率的电子系统非简并系统：服从玻尔兹曼统计率的电子系统，重掺杂半导体简并化条件：0-2k0T多数载流子：n型半导体的电子，p型半导体的空穴少数载流子：n型半导体的空穴，p型半导体的电子漂移运动：载流子在外加电场作用下所作的定向运动散射几率：一个电子在单位时间内受到的散射次数平均自由时间：一个电子在连续两次散射之间自由运动的时间平均自由程：一个电子在连续两次散射之间自由运动的路程载流子的主要散射机制：电离杂质散射、晶格振动散射、其他因素（等同能谷间散射、中性杂质、位错）非平衡载流子复合率：单位时间、单位体积内净复合消失的电子-空穴对数准费米能级：非平衡态时，分别就价带和导带中的电子而言，各自处于平衡状态，用来描述对应状态的费米能级。

本征激发的概念：价带上的电子激发成为准自由电子，即价带电子激发成为导带电子的过程，称为本征激发。

格波态密度：确定体积V的晶体，在ω附近单位频率间隔内的格波总数状态密度：状态密度就是在能带中能量E附近每单位能量间隔内的量子态数平均自由时间：载流子在电场中作漂移运动时，只有在连续两次散射之间的时间内才作加速运动，这段时间称为自由时间。

自由时间长短不一，若取极多次而求得其平均值则称为载流子的平均自由时间。

载流子的散射:没有外场的作用，载流子作无规则的热运动。

载流子在半导体中运动时，不断地与热振动的晶格原子或电离的杂质离子发生碰撞，碰撞后载流子的运动速度的大小和方向发生了改变。

用波的概念，就是说电子波在半导体中传播时遭到了散射。

半导体中载流子的散射机制：晶格振动散射和电离杂质散射“准费米能级”概念：存在非平衡载流子时，导带和价带各自适用费米能级和统计分布函数，分别引入导带费米能级和价带费米能级，它们都是局部的费米能级，称为“准费米能级”直接复合：由电子在导带和价带间直接跃迁而引起非平衡载流子的复合过程。

间接复合：非平衡载流子通过复合中心的复合。

非平衡载流子深入样品的平均距离，称为扩散长度。

空穴：空穴是几乎被电子填满的能带中未被电子占据的少数空的量子态，这少量的空穴总是处于能带顶附近，是价电子脱离原子束缚后形成的电子空位，对应于价带顶的电子空位。

由两种不同的半导体材料形成的结，称为异质结直接带隙半导体材料:就是导带最小值（导带底）和价带最大值在k空间中同一位置间接带隙半导体材料:（如Si、Ge）导带最小值（导带底）和满带最大值在k空间中不同位置非平衡载流子的平均生存时间称为非平衡载流子的寿命，用表示。

寿命标志着非平衡载流子的浓度减小到原值的1/e所经历的时间。

载流子有效质量的物理意义：直接把外力f和电子的加速度联系起来，而内部势场的作用则由有效质量加以概括，使得在解决半导体中电子在外力作用下的运动规律时，可以不涉及半导体内部势场的作用。

半导体物理与器件第7章到第13章名词解释1、Abrupt junction approximation （突变结近似）The assumption that there is an abrupt discontinuity in space charge density between the space charge region and neutral semiconductor region.认为从中性半导体区到空间电荷区的空间电荷密度有一个突然的不连续。

2、Depletion layer approximation （耗尽层近似）The number of carriers is almost zero due to the strong built-in electric field in the space charge region, that the charge in the space charge region is almost completely provided ionized impurity, this space charge region is called depletion layer.由于空间电荷区较强的内建电场，载流子的数量几乎为零，因此可以认为空间电荷区中的电荷几乎完全是由电离杂质所提供的，这种空间电荷区就称为耗尽层。

3、Built-in electric field （内建电场）An electric field due to the separation of positive and negative space charge densities in the depletion region.由于耗尽区正负空间电荷相互分离而形成的电场。

4、Built-in potential harrier （内建电势差）The electrostatic potential difference between the p and n regions of a pn junction in thermal equilibrium.热平衡状态下pn结内p区与n区的静电电势差。

第七章突变结近似：认为从中性半导体区到空间电荷区的空间电荷密度有一个突然的不连续。

内建电势差：热平衡状态下pn结内p区与n区的静电电势差。

耗尽层电容：势垒电容的另一种表达。

耗尽区：空间电荷区的另一种表达。

超突变结：一种为了实现特殊电容-电压特性而进行冶金结处高掺杂的pn结，其特点为pn结一侧的掺杂浓度由冶金结处开始下降。

势垒电容（结电容）：反向偏置下pn结的电容。

线性缓变结：冶金结两侧的掺杂浓度可以由线性分布近似的pn结。

冶金结：pn结内p型掺杂与n型掺杂的分界面。

单边突变结：冶金结一侧的掺杂浓度远大于另一侧的掺杂浓度的pn结。

反偏：pn结的n区相对于p区加正电压，从而使p区与n区之间势垒的大小超过热平衡状态时势垒的大小。

空间电荷区：冶金结两侧由于n区内施主电离和p区内受主电离而形成的带净正电与负电的区域。

空间电荷区宽度：空间电荷区延伸到p区与n区内的距离，它是掺杂浓度与外加电压的函数。

变容二极管：电容随着外加电压的改变而改变的二极管。

第八章雪崩击穿：电子和（或）空穴穿越空间电荷区时，与空间电荷区内原子的电子发生碰撞产生电子-空穴对，在pn结内形成一股很大的反偏电流，这个过程就成为雪崩击穿。

载流子注入：外加偏压时，pn结体内载流子穿过空间电荷区进入p区或n区的过程。

临界电场：发生击穿时pn结空间电荷区的最大电场强度。

扩散电容：正偏pn结内由于少子的存储效应而形成的电容。

扩散电导：正偏pn结的低频小信号正弦电流与电压的比值。

扩散电阻：扩散电导的倒数。

正偏：p区相对于n区加正电压。

此时结两侧的电势差要低于热平衡时的值。

产生电流：pn结空间电荷区内由于电子-空穴对热产生效应形成的反偏电流。

长二极管：电中性p区与n区的长度大小少子扩散长度的二极管。

复合电流：穿越空间电荷区时发生复合的电子与空穴所产生的正偏pn结电流。

反向饱和电流：pn结体内的理想反向电流。

短二极管：电中性p区与n区中至少有一个区的长度小于少子扩散长度的pn结二极管。