半导体复习资料整理(1)

精简版-半导体物理与器件复习资料(1).状态密度函数：有效量子态的密度。

它是能量的函数，表示为单位体积单位能量中的量子态数量。

(2).电子的有效质量：该参数将晶体导带中电子的加速度与外加的作用力联系起来，该参数包含了晶体中的内力。

(3).费米-狄拉克概率函数：该函数描述了电子在有效能级中的分布，代表了一个允许能量状态被电子占据的概率。

(4).费米能级：用最简单的话说，该能量在T=0K时高于所有被电子填充的状态的能量，而低于所有空状态能量。

(5).空穴的有效质量：该参数同样将晶体价带中空穴的加速度与外加作用力联系起来，而且包含了晶体中的内力。

(6).k空间能带图：以k为坐标的晶体能连曲线，其中k为与运动常量有关的动量，该运动常量结合了晶体内部的相互作用。

(7).克龙尼克-潘纳模型：由一系列周期性阶跃函数组成，是代表一维单晶晶格周期性势函数的数学模型。

(8).杂质补偿半导体：同一半导体区域内既含有施主杂质又含有受主杂质的半导体。

(9).完全电离：所有施主杂质原子因失去电子而带正电，所有受主杂质原子因获得电子而带负电的情况。

(10).简并半导体：电子或空穴的浓度大于有效状态密度，费米能级位于导带中（n型）或价带中（p型）的半导体。

(11).有效状态密度：即在导带能量范围内对量子态密度函数gc（E）与费米函数fF（E）的乘积进行积分得到的参数Nc；在价带能量范围内对量子态密度函数gv（E）与【1-fF（E）】的乘积进行积分得到的参数N。

(12).非本征半导体：进行了定量施主或受主掺杂，从而使电子浓度或空穴浓度偏离本征载流子浓度产生多数载流子电子（n型）或多数载流子空穴（p型）的半导体。

(13).束缚态：低温下半导体内的施主与受主呈现中性的状态。

此时，半导体内的电子浓度与空穴浓度非常小。

n：本征半导体内导带电子的浓度和价带空穴的浓度（数值相等）。

(14).本征载流子浓度iE：本征半导体内的费米能级位置。

(15).本征费米能级Fi(16).本征半导体：没有杂质原子且晶体中无晶格缺陷的纯净半导体材料。

半导体物理复习试题及答案复习资料一、引言半导体物理是现代电子学中至关重要的一门学科，其涉及电子行为、半导体器件工作原理等内容。

为了帮助大家更好地复习半导体物理，本文整理了一些常见的复习试题及答案，以供大家参考和学习。

二、基础知识题1. 请简述半导体材料相对于导体和绝缘体的特点。

答案：半导体材料具有介于导体和绝缘体之间的导电特性。

与导体相比，半导体的电导率较低，并且在无外界作用下几乎不带电荷。

与绝缘体相比，半导体的电导率较高，但不会随温度显著增加。

2. 什么是本征半导体？请举例说明。

答案：本征半导体是指不掺杂任何杂质的半导体材料。

例如，纯净的硅（Si）和锗（Ge）就是本征半导体。

3. 简述P型半导体和N型半导体的形成原理。

答案：P型半导体形成的原理是在纯净的半导体材料中掺入少量三价元素，如硼（B），使其成为施主原子。

施主原子进入晶格后，会失去一个电子，并在晶格中留下一个空位。

这样就使得电子在晶格中存在的空位，形成了称为“空穴”的正电荷载流子，因此形成了P型半导体。

N型半导体形成的原理是在纯净的半导体材料中掺入少量五价元素，如磷（P）或砷（As），使其成为受主原子。

受主原子进入晶格后，会多出一个电子，并在晶格中留下一个可移动的带负电荷的离子。

这样就使得半导体中存在了大量的自由电子，形成了N型半导体。

4. 简述PN结的形成原理及特性。

答案：PN结是由P型半导体和N型半导体的结合所形成。

P型半导体和N型半导体在接触处发生扩散，形成电子从N区流向P区的过程。

PN结具有单向导电性，即在正向偏置时，电流可以顺利通过；而在反向偏置时，电流几乎无法通过。

三、摩尔斯电子学题1. 使用摩尔斯电子学符号，画出“半导体”的符号。

答案：半导体的摩尔斯电子学符号为“--..-.-.-...-.”2. 根据摩尔斯电子学符号“--.-.--.-.-.-.--.--”，翻译为英文是什么？答案：根据翻译表，该符号翻译为“TRANSISTOR”。

第一章 半导体中的电子状态1.导体、半导体、绝缘体的划分：Ⅰ导体内部存在部分充满的能带，在电场作用下形成电流；Ⅱ绝缘体内部不存在部分充满的能带，在电场作用下无电流产生； Ⅲ半导体的价带是完全充满的，但与之上面靠近的能带间的能隙很小，电子易被激发到上面的能带，使这两个能带都变成部分充满，使固体导电。

2.电子的有效质量是*n m ，空穴的有效质量是*p m ；**np m m -=，电量等值反号，波矢k 与电子相同 能带底电子的有效质量是正值，能带顶电子的有效质量是负值。

能带底空穴的有效质量是负值，能带顶空穴的有效质量是正值。

3.半导体中电子所受的外力dtdkh f ⋅=的计算。

4.引进有效质量的意义：概括了半导体内部势场的作用，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。

第二章 半导体中杂质和缺陷能级1.施主能级：被施主杂质束缚的电子的能量状态称为施主能级E D ；施主能级很接近于导带底；受主能级：被受主杂质束缚的空穴的能量状态称为受主能级E A ；受主能级很接近于价带顶。

施主能级图 受主能级图2.浅能级杂质：杂质的电离能远小于本征半导体禁带宽度的杂质，电离后向相应的能带提供电子或空穴。

深能级杂质：能级位于禁带中央位置附近，距离相应允带差值较大。

深能级杂质起复合中心、陷阱作用；浅能级杂质起施主、受主作用。

3.杂质的补偿作用：半导体中同时含有施主和受主杂质，施主和受主先相互抵消，剩余的杂质发生电离。

在Ⅲ-Ⅴ族半导体中(Ga-As )掺入Ⅳ族杂质原子(Si )，Si 为两性杂质，既可作施主，亦可作受主。

设315100.1-⨯=cm N A ，316101.1-⨯=cm N D ；则316100.1-⨯=-=cm N N n A D 由p n n i ⋅=2，可得p 值；①p n ≈时，近似认为本征半导体，i F E E =；②p n μμ=时，本征电导p n σσ=； p n >>时，杂质能级靠近导带底；第三章 半导体中载流子的统计分布1.费米分布函数(简并半导体)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅-+=Tk E E E f F 0exp 11)((本征)；⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅-+=T k E E E f F 0exp 2111)((杂质)；玻尔兹曼分布函数(非简并半导体) ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅-=T k E A E f B0exp )(；2.费米能级：TF N F E ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂==μ；系统处于热平衡状态，也不对外界做功的情况下，系统中增加一个电子所引起系统自由能的变化，等于系统的化学势，也就是等于系统的费米能级。

复习题：半导体物理学引言：半导体物理学是研究半导体材料的电学和光学性质的科学学科。

半导体材料由于其特殊的能带结构，介于导体和绝缘体之间。

在半导体物理学中，我们研究电子行为、能带理论、掺杂效应和半导体器件等方面的内容。

本文将通过一系列复习题来回顾半导体物理学的相关知识。

一、电子行为：1. 什么是载流子？在半导体中有哪两种类型的载流子？在半导体中，带有电荷的粒子称为载流子。

一种是带负电荷的电子，另一种是带正电荷的空穴。

2. 什么是能带？能带理论是用来描述什么的？能带是指具有一定能量范围的电子能级分布。

能带理论用于描述电子在半导体中的分布和运动行为。

3. 什么是禁带宽度？它对半导体的导电性质有什么影响？禁带宽度是指能带中能量差最小的范围，该范围内的能级没有允许态。

禁带宽度决定了半导体的导电性能。

能带中存在禁带宽度时，半导体表现出绝缘体的性质；当禁带宽度足够小的时候，允许电子状态穿越禁带，半导体表现出导体的性质。

二、掺杂效应：1. 什么是掺杂？常见的掺杂元素有哪些？掺杂是指向纯净的半导体中引入少量杂质元素，以改变半导体的导电性质。

常见的掺杂元素有磷、锑、硼等。

2. 控制掺杂浓度的方法有哪些？掺杂浓度可以通过掺杂杂质元素的量来控制。

掺杂浓度越高，半导体的导电性越强。

3. P型和N型半导体有什么区别？P型半导体是指通过掺杂三价元素使半导体中存在过剩的空穴，空穴是主要的载流子。

N型半导体是指通过掺杂五价元素使半导体中存在过剩的电子，电子是主要的载流子。

三、半导体器件：1. 什么是PN结？它的主要作用是什么？PN结是由P型半导体和N型半导体组成的结构。

PN结的主要作用是将半导体材料的导电性质从P型区域传导到N型区域，形成电子流和空穴流。

2. 什么是二极管？它的特点是什么？二极管是PN结的一种常见应用。

它具有单向导电性，允许电流从P区域流向N区域，而阻止电流从N区域流向P区域。

3. 什么是晶体管？它的工作原理是怎样的？晶体管是由三个掺杂不同类型的半导体构成的器件。

半导体物理复习试题及答案复习资料一、选择题1、下面关于晶体结构的描述，错误的是（）A 晶体具有周期性的原子排列B 晶体中原子的排列具有长程有序性C 非晶体的原子排列没有周期性D 所有晶体都是各向同性的答案：D解释：晶体具有各向异性，而非各向同性。

2、半导体中的施主杂质能级（）A 位于导带底附近B 位于价带顶附近C 位于禁带中央D 靠近价带顶答案：A解释：施主杂质能级靠近导带底，容易向导带提供电子。

3、本征半导体的载流子浓度随温度升高而（）A 不变B 减小C 增大D 先增大后减小答案：C解释：温度升高，本征激发增强，载流子浓度增大。

4、下面关于 PN 结的描述，正确的是（）A PN 结空间电荷区中的内建电场方向由 N 区指向 P 区B 正向偏置时，PN 结电流很大C 反向偏置时，PN 结电流很小且趋于饱和D 以上都对答案：D解释：PN 结空间电荷区中的内建电场方向由 N 区指向 P 区，正向偏置时多数载流子扩散电流大，反向偏置时少数载流子漂移电流小且趋于饱和。

5、金属和半导体接触时，如果形成阻挡层，那么半导体表面是（）A 积累层C 反型层D 以上都可能答案：B解释：形成阻挡层时，半导体表面通常是耗尽层。

二、填空题1、常见的半导体材料有_____、＿____和_____等。

答案：硅、锗、砷化镓2、半导体中的载流子包括_____和_____。

答案：电子、空穴3、施主杂质的电离能_____受主杂质的电离能。

（填“大于”或“小于”）答案：小于4、当半导体处于热平衡状态时，其费米能级_____。

（填“恒定不变”或“随温度变化”）答案：恒定不变5、异质结分为_____异质结和_____异质结。

答案：突变异质结、缓变异质结1、简述半导体中施主杂质和受主杂质的作用。

答：施主杂质在半导体中能够提供电子，使其成为主要的导电载流子，增加半导体的电导率。

受主杂质能够接受电子，产生空穴，使空穴成为主要的导电载流子，同样能提高半导体的电导率。

半导体工艺及芯片制造复习资料简答题与答案第一章、半导体产业介绍1 .什么叫集成电路？写出集成电路发展的五个时代及晶体管的数量？（15分）集成电路：将多个电子元件集成在一块衬底上，完成一定的电路或系统功能。

集成电路芯片/元件数 无集成1 小规模（SSI ）2到50 中规模（MSI ）50到5000 大规模（LSI ）5000到10万 超大规模（VLSI ） 10万至U100万 甚大规模（ULSI ） 大于100万 产业周期1960年前 20世纪60年代前期 20世纪60年代到70年代前期 20世纪70年代前期到后期 20世纪70年代后期到80年代后期 20世纪90年代后期到现在2 .写出IC 制造的5个步骤？（15分）Wafer preparation （硅片准备）Wafer fabrication （硅片制造）Wafer test/sort （硅片测试和拣选）Assembly and packaging （装配和封装）Final test （终测）3 .写出半导体产业发展方向？什么是摩尔定律？（15分）发展方向：提高芯片性能一提升速度（关键尺寸降低，集成度提高，研发采用新材料），降低功耗。

提高芯片可靠性一严格控制污染。

降低成本——线宽降低、晶片直径增加。

摩尔定律指：IC 的集成度将每隔一年翻一番。

1975年被修改为：IC 的集成度将每隔一年半翻一番。

4 .什么是特征尺寸CD ？ （10分）最小特征尺寸，称为关键尺寸（Critical Dimension, CD ） CD 常用于衡量工艺难易的标志。

5.什么是 More moore 定律和 More than Moore 定律？（10 分）“More Moore”指的是芯片特征尺寸的不断缩小。

从几何学角度指的是为了提高密度、性能和可靠性在晶圆水平和垂直方向上的特征尺寸的继续缩小。

与此关联的3D结构改善等非几何学工艺技术和新材料的运用来影响晶圆的电性能。

半导体材料（复习资料）半导体材料复习资料0:绪论1.半导体的主要特征：（1）电阻率在10-3 ~ 109 ??cm 范围（2）电阻率的温度系数是负的（3）通常具有很高的热电势（4）具有整流效应（5）对光具有敏感性，能产生光伏效应或光电导效应2.半导体的历史：第一代：20世纪初元素半导体如硅（Si）锗（Ge）；第二代：20世纪50年代化合物半导体如砷化镓（GaAs）铟磷（InP）；第三代：20世纪90年代宽禁带化合物半导体氮化镓（GaN）碳化硅（SiC）氧化锌（ZnO）。

第一章：硅和锗的化学制备第一节：硅和锗的物理化学性质１.硅和锗的物理化学性质１）物理性质硅和锗分别具有银白色和灰色金属光泽，其晶体硬而脆。

二者熔体密度比固体密度大，故熔化后会发生体积收缩（锗收缩5.5%，而硅收缩大约为10%）。

硅的禁带宽度比锗大，电阻率也比锗大4个数量级，并且工作温度也比锗高，因此它可以制作高压器件。

但锗的迁移率比硅大，它可做低压大电流和高频器件。

2）化学性质（1）硅和锗在室温下可以与卤素、卤化氢作用生成相应的卤化物。

这些卤化物具有强烈的水解性，在空气中吸水而冒烟，并随着分子中Si(Ge)?H键的增多其稳定性减弱。

（2）高温下，化学活性大，与氧，水，卤族(第七族)，卤化氢，碳等很多物质起反应，生成相应的化合物。

注：与酸的反应（对多数酸来说硅比锗更稳定）；与碱的反应（硅比锗更容易与碱起反应）。

2.二氧化硅（SiO2）的物理化学性质物理性质：坚硬、脆性、难熔的无色固体，1600℃以上熔化为黏稠液体，冷却后呈玻璃态存在形式：晶体(石英、水晶)、无定形(硅石、石英砂) 。

化学性质：常温下，十分稳定，只与HF、强碱反应3.二氧化锗（GeO2）的物理化学性质物理性质：不溶于水的白色粉末，是以酸性为主的两性氧化物。

两种晶型：正方晶系金红石型，熔点1086℃；六方晶系石英型，熔点为1116℃化学性质：不跟水反应，可溶于浓盐酸生成四氯化锗，也可溶于强碱溶液，生成锗酸盐。

半导体物理考试重点（1）剖析半导体物理考试重点题型：名词解释3*10=30分；简答题4*5=20分；证明题10*2=20分；计算题15*2=30分⼀．名词解释1、施主杂志：在半导体中电离时，能够释放电⼦⽽产⽣导电电⼦并形成正电中⼼的杂质称为施主杂质。

2、受主杂志：在半导体中电离时，能够释放空⽳⽽产⽣导电空⽳并形成负电中⼼的杂质称为受主杂质。

3、本征半导体：完全不含缺陷且⽆晶格缺陷的纯净半导体称为本征半导体。

实际半导体不可能绝对地纯净，本征半导体⼀般是指导电主要由本征激发决定的纯净半导体。

4、多⼦、少⼦（1）少⼦：指少数载流⼦，是相对于多⼦⽽⾔的。

如在半导体材料中某种载流⼦占少数，在导电中起到次要作⽤，则称它为少⼦。

（2）多⼦：指多数载流⼦，是相对于少⼦⽽⾔的。

如在半导体材料中某种载流⼦占多数，在导电中起到主要作⽤，则称它为多⼦。

5、禁带、导带、价带（1）禁带：能带结构中能量密度为0的能量区间。

常⽤来表⽰导带与价带之间能量密度为0的能量区间。

（2）导带：对于被电⼦部分占满的能带，在外电场作⽤下，电⼦可以从外电场中吸收能量跃迁到未被电⼦占据的能级去，形成电流，起导电作⽤，常称这种能带为导带（3）价带：电⼦占据了⼀个能带中的所有的状态，称该能带为满带，最上⾯的⼀个满带称为价带6、杂质补偿施主杂质和受主杂质有互相抵消的作⽤，通常称为杂质的补偿作⽤。

7、电离能：使多余的价电⼦挣脱束缚成为导电电⼦所需要的能量称为电离能8、（1）费⽶能级:费⽶能级是绝对零度时电⼦的最⾼能级。

（2）受主能级：被受主杂质所束缚的空⽳的能量状态称为受主能级（3）施主能级：被施主杂质束缚的电⼦的能量状态称为施主能级9、功函数：功函数是指真空电⼦能级E0 与半导体的费⽶能级EF 之差。

10、电⼦亲和能：真空的⾃由电⼦能级与导带底能级之间的能量差，也就是把导带底的电⼦拿出到真空去⽽变成⾃由电⼦所需要的能量。

11、直/间接复合（1）直接复合：电⼦在导带和价带之间的直接跃迁，引起电⼦和空⽳的复合，称为直接复合。

半导体物理导论复习资料半导体物理导论复习资料半导体物理是现代电子学的基础，理解半导体物理的原理对于电子工程师和科学家来说至关重要。

本文将回顾半导体物理的一些重要概念和原理，帮助读者复习和加深对这一领域的理解。

1. 半导体的基本特性半导体是介于导体和绝缘体之间的材料，具有一些独特的物理特性。

首先，半导体的电导率介于导体和绝缘体之间，这意味着它既可以传导电流，又可以阻止电流的流动。

其次，半导体的电导率可以通过控制外界条件（如温度、施加电场等）来调节，这使得半导体具有可调控性和可变性。

2. 禁带和载流子半导体中的电子和空穴是半导体中的两种载流子。

禁带是指半导体中的能带结构，它将电子的能级分成导带和价带。

导带是电子能量较高的能级，而价带是电子能量较低的能级。

禁带宽度是导带和价带之间的能量差，决定了半导体的导电性能。

3. pn结和二极管pn结是由n型半导体和p型半导体结合而成的。

n型半导体中的电子浓度较高，p型半导体中的空穴浓度较高。

当两者结合时，电子和空穴会发生复合，形成一个耗尽层。

耗尽层中没有可自由移动的载流子，因此形成了一个电势垒。

这个电势垒可以阻止电流的流动，从而实现了二极管的整流功能。

4. 势垒高度和反向击穿势垒高度是指pn结中电势垒的高度，它决定了二极管的导电性能。

当外加电压使势垒高度增加时，二极管的导电性能会减弱。

反向击穿是指当外加电压超过一定值时，势垒高度会被突破，电流会快速增加。

这种现象可以用来制作稳压二极管和击穿二极管等电子元件。

5. MOSFET和CMOS技术MOSFET是金属-氧化物-半导体场效应晶体管的缩写，是现代集成电路中最常用的晶体管结构。

MOSFET的导电性能可以通过调节栅极电压来控制，因此具有高度可调控性和低功耗特性。

CMOS技术是一种基于MOSFET的集成电路制造技术，被广泛应用于数字电路和微处理器的制造。

6. 光电效应和光电器件光电效应是指当光照射到半导体材料上时，会激发出电子和空穴，产生电流。

一．论述1、例出光刻的8个步骤，并对每一步做出简要解释。

（P316）第一步：气相成底膜处理，光刻的第一步是清洗、脱水和硅片表面成底膜处理，其目的是增强硅片和光刻胶之间的粘附性。

脱水烘干以去除吸附在硅片表面大部分水汽。

脱水烘干后硅片立即要用六甲基二硅胺烷（HMDS）进行成膜处理，起到粘附促进剂的作用。

第二步：旋转涂胶，成底膜处理后，硅片要立即采用旋转涂胶的方法涂上液相光刻胶材料。

将硅片被固定在真空载片台上，它是一个表面上有很多真空孔以便固定硅片的平的金属或聚四氯乙烯盘。

一定数量的液体光刻胶滴在硅片上，然后硅片旋转得到一层均匀的光刻胶图层第三步：软烘，去除光刻胶中的溶剂第四步：对准和曝光，把掩膜版图形转移到涂胶的硅片上第五步：曝光后烘培，将光刻胶在100到110的热板上进行曝光后烘培第六步：显影，在硅片表面光刻胶中产生图形。

光刻胶上的可溶解区域被化学显影剂溶解，将可见的岛或者窗口图形留在硅片表面。

最通常的显影方法是旋转、喷雾、浸润，然后显影，硅片用去离子水（DI）冲洗后甩干。

第七步：坚膜烘培，挥发掉存留的光刻胶溶剂，提高光刻胶对硅片表面的粘附性第八步：显影后检查，检查光刻胶图形的质量，找出有质量问题的硅片，描述光刻胶工艺性能以满足规范要求2.解释发生刻蚀反应的化学机理和物理机理。

（P412）干法刻蚀系统中，刻蚀作用是通过化学作用或物理作用，或者化学和物理的共同作用来实现的。

在纯化学机理中，等离子体产生的反应元素（自由基和反应原子）与硅片表面的物质发生反应。

物理机理的刻蚀中，等离子体产生的能带粒子（轰击的正离子）在强电场下朝硅片表面加速，这些离子通过溅射刻蚀作用去除未被保护的硅片表面材料。

3.描述CVD反应中的8个步骤。

(P247)1) 气体传输至淀积区域：反应气体从反应腔入口区域流动到硅片表面的淀积区域；2) 膜先驱物的形成：气相反应导致膜先驱物（将组成最初的原子和分子）和副产物的形成；3) 膜先驱物附着在硅片表面：大量膜先驱物输运到硅片表面；4)膜先驱物粘附：膜先驱物粘附在硅片表面；5) 膜先驱物扩散：膜先驱物向膜生长区域的表面扩散；6) 表面反应：表面化学反应导致膜淀积和副产物的生成；7) 副产物从表面移除：吸附（移除）表面反应的副产物8）副产物从反应腔移除：反应副产物从淀积区域随气体流动到反应腔出口并排出5.离子注入设备的5个主要子系统。

⼤学半导体材料课后习题答案期末考试复习资料汇总半导体材料复习资料绪论1.半导体的基本特性？①电阻率⼤体在10-3~109Ω?范围②整流效应③负电阻温度系数④光电导效应⑤光⽣伏特效应⑥霍尔效应2.为什么说有⼀天，硅微电⼦技术可能会⾛到尽头？①功耗的问题存储器⼯作靠的是成千上万的电⼦充放电实现记忆的，当芯⽚集成度越来越⾼耗电量也会越来越⼤，如何解决散热的问题？②掺杂原⼦均匀性的问题⼀个平⽅厘⽶有⼀亿到⼗亿个器件，掺杂原⼦只有⼏⼗个，怎么保证在每⼀个期间的杂质原⼦的分布式⼀模⼀样的呢？是硅微电⼦技术发展遇到的⼜⼀个难题③2层量⼦隧穿漏电的问题随着器件尺⼨的减⼩，绝缘介质2的厚度也在减⼩，当减⼩到⼏个纳⽶的时候，及时很⼩的电压，也有可能使器件击穿或漏电。

量⼦隧穿漏电时硅微电⼦技术所遇到的另⼀个问题。

④量⼦效应的问题如果硅的尺⼨达到⼏个纳⽶时，那么量⼦效应就不能忽略了，现有的集成电路的⼯作原理就可能不再适⽤第⼀章⒈⽐较3氢还原法和硅烷法制备⾼纯硅的优缺点？⑴三氯氢硅还原法优点：产率⼤，质量⾼，成本低，是⽬前国内外制备⾼纯硅的主要⽅法。

缺点：基硼、基磷量较⼤。

⑵硅烷法优点①除硼效果好；（硼以复盐形式留在液相中）②⽆腐蚀，降低污染；（⽆卤素及卤化氢产⽣）③⽆需还原剂，分解效率⾼；④制备多晶硅⾦属杂质含量低（4的沸点低）缺点：安全性问题相图写出合⾦Ⅳ由0经1-2-3的变化过程第⼆章⒈什么是分凝现象？平衡分凝系数？有效分凝系数？答：⑴分凝现象：含有杂质的晶态物质溶化后再结晶时，杂质在结晶的固体和未结晶的液体中浓度不同，这种现象较分凝现象。

⑵平衡分凝系数：固液两相达到平衡时，固相中的杂质浓度和液相中的杂质浓度是不同的，把它们的⽐值称为平衡分凝系数，⽤K0表⽰。

K0⑶有效分凝系数：为了描述界⾯处薄层中杂质浓度偏离对固相中杂质浓度的影响，通常把固相杂质浓度与固体内部的杂质浓度0的⽐值定义为有效分凝系数⒉写出公式及各个物理量的含义，并讨论影响分凝系数的因素。

半导体硅材料的晶格结构是（A ）A 金刚石B 闪锌矿C 纤锌矿下列固体中，禁带宽度Eg最大的是 CＡ金属Ｂ半导体Ｃ绝缘体与半导体相比较，绝缘体的价带电子激发到导带所需的能量（ A ）；A、比半导体的大，B、比半导体的小，C、与半导体的相等。

电子在晶体中的共有化运动指的是电子在晶体（ A ）。

A、各处出现的几率相同B、各处的相位相同C、各元胞对应点出现的几率相同D、各元胞对应点的相位相同共有化运动当原子相互接近形成晶体时，不同原子的内外各电子壳层之间就有了一定程度的交叠，相邻原子最外层交叠最多，内壳层交叠较少。

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，可以由一个原子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。

有效质量有效质量是在描述晶体中载流子运动时引进的物理量。

它概括了周期性势场对载流子运动的影响，从而使外场力与加速度的关系具有牛顿定律的形式。

其大小由晶体自身的E-k关系决定。

间接带隙材料如果半导体的导带底与价带顶在k空间中处于不同位置，则价带顶的电子吸收能量刚好达到导带底时准动量还需要相应的变化直接带隙材料如果晶体材料的导带底和价带顶在k空间处于相同的位置，则本征跃迁属直接跃迁，这样的材料即是所谓的直接带隙材料。

能带晶体中，电子的能量是不连续的，在某些能量区间能级分布是准连续的，在某些区间没有能及分布。

这些区间在能级图中表现为带状，称之为能带。

设晶格常数为a 的一维晶格，导带极小值附近能量E c (k)和价带极大值附近能量E V (k)分别为：E c =0220122021202236)(,)(3m k h m k h k E m k k h m k h V -=-+ 0m 。

试求：为电子惯性质量，nm a ak 314.0,1==π（1）禁带宽度;（2）导带底电子有效质量; （3）价带顶电子有效质量;（4）价带顶电子跃迁到导带底时准动量的变化 解：（1）eV m k E k E E E k m dk E d k m k dk dE Ec k k m m m dk E d k k m k k m k V C g V V V c 64.012)0()43(0,06006433823243)(23202121022202102020222101202==-==<-===-==>=+===-+ 因此：取极大值处，所以又因为得价带：取极小值处，所以：在又因为：得：由导带：043222*83)2(1m dk E d mk k C nC=== sN k k k p k p m dk E d mk k k k V nV/1095.7043)()()4(6)3(25104300222*11-===⨯=-=-=∆=-== 所以：准动量的定义：一个晶格常数为a 的一维晶体，其电子能量E 与波矢k 的关系是：)(2sin )(122121E E kaE E E E >-+=讨论在这个能带中的电子，其有效质量和速度如何随k 变化。

半导体复习资料整理1.电⼦和空⽳也可以通过杂质电离⽅式产⽣，当电⼦从施主能级跃迁到导带时产⽣导带电⼦；当电⼦从价带激发到受主能级时产⽣价带空⽳等。

与此同时，还存在着相反的过程，即电⼦也可以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，这⼀过程称为载流⼦的复合。

n型Si 中的杂质离化区2.掺杂浓度和温度对载流⼦浓度和费⽶能级的影响: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。

对于杂质浓度⼀定的半导体，随着温度的升⾼，载流⼦则是从以杂质电离为主要来源过渡到以本征激发为主要来源的过程，相应地，费⽶能级则从位于杂质能级附近逐渐移近禁带中线处。

譬如n型半导体，在低温弱电离区时，导带中的电⼦是从施主杂质电离产⽣的；随着温度升⾼，导带中的电⼦浓度也增加，⽽费⽶能级则从施主能级以上往下降到施主能级以下；当下降到以下若⼲时，施主杂质全部电离，导带中的电⼦浓度等于施主浓度，处于饱和区；再升⾼温度，杂质电离已经不能增加电⼦数，但本征激发产⽣的电⼦迅速增加着，半导体进⼊过渡区，这时导带中的电⼦由数量级相近的本征激发部分和杂质电离部分组成，⽽费⽶能级则继续下降；当温度再升⾼时，本征激发成为载流⼦的主要来源，载流⼦浓度急剧上升，⽽费⽶能级下降到禁带中线处这时就是典型的本征激发。

对于p型半导体，作相似的讨论，在受主浓度⼀定时，随着温度升⾼，费⽶能级从在受主能级以下逐渐上升到禁带中线处，⽽载流⼦则从以受主电离为主要来源转化到以本征激发为主要来源当温度⼀定时，费⽶能级的位置由杂质浓度所决定，例如n型半导体，随着施主浓度的增加，费⽶能级从禁带中线逐渐移向导带底⽅向。

对于p型半导体，随着受主浓度的增加费⽶能级从禁带中线逐渐移向价带顶附近。

这说明，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。

对于n型半导体，费⽶能级位于禁带中线以上，越⼤，费⽶能级位置越⾼。