1、半導(dǎo)體物理學(xué)總復(fù)習(xí)課,知識(shí)點(diǎn),基本概念: 閃鋅礦結(jié)構(gòu)，金剛石結(jié)構(gòu)，有效質(zhì)量，遷移率，施主能級(jí)，費(fèi)米面，布里淵區(qū)，點(diǎn)缺陷，狀態(tài)密度，直接復(fù)合，受主能級(jí)，空穴，費(fèi)米分布，載流子的漂移，本征載流子，愛(ài)因斯坦關(guān)系，陷阱效應(yīng)，回旋共振，熱載流子,基本原理與公式,（1-33）,（2-2）,（2-3）,有效質(zhì)量,施主電離能,受主電離能,費(fèi)米分布,玻爾茲曼分布,5,這時(shí)費(fèi)米分布函數(shù)轉(zhuǎn)化為玻耳茲曼分布函數(shù),此時(shí),費(fèi)米分布函數(shù)近似為,量子態(tài)密度,狀態(tài)密度g(E)：,所以，導(dǎo)帶底附近的狀態(tài)密度為:,狀態(tài)密度隨電子的能量呈拋物線關(guān)系,價(jià)帶頂附近的狀態(tài)密度可表為：,平衡時(shí)導(dǎo)帶電子濃度,NC為導(dǎo)帶的有效狀態(tài)密度，Nc正比

2、于T3/2 ，是溫度的函數(shù)。,平衡時(shí)價(jià)帶空穴濃度,NV為價(jià)帶的有效狀態(tài)密度,為空穴占據(jù)能量為EV的量子態(tài)的幾率。,載流子濃度的乘積,式中禁帶寬度Eg也隨溫度發(fā)生變化，故載流子濃度的乘積是溫度的函數(shù)。,本征載流子濃度及費(fèi)米能級(jí),本征半導(dǎo)體特征,Eg隨溫度變化，故本征載流子濃度也隨溫度變化。,平衡時(shí)雜質(zhì)半導(dǎo)體的載流子濃度,單摻雜n型半導(dǎo)體 單摻雜p型半導(dǎo)體 一般情況下（既摻施主雜質(zhì)，又摻受主雜質(zhì)）,平衡時(shí)制約載流子濃度的因素：摻雜類型與溫度,低溫弱電離區(qū) 中間電離區(qū) 強(qiáng)電離區(qū) 過(guò)渡區(qū) 高溫本征激發(fā)區(qū),摻 雜 分 類,溫 區(qū) 分 類,雜質(zhì)電離度隨溫度變化的關(guān)系（n型）,電子占據(jù)施主能級(jí)的概率fD(E

3、),未電離的施主濃度,已電離的施主濃度,+,各溫區(qū)電離情況及載流子組分變化,（1）低溫弱電離區(qū)：未完全電離區(qū),（4）過(guò)渡溫度區(qū):完全電離區(qū)，開始有少量本征激發(fā)。,(3) 強(qiáng)電離區(qū)：完全電離區(qū),(2) 中間電離區(qū):未完全電離區(qū),(5) 高溫本征激發(fā)區(qū)：,各溫區(qū)費(fèi)米能級(jí)位置,（1）低溫弱電離區(qū)：未完全電離區(qū),（4）過(guò)渡溫度區(qū):完全電離區(qū)，開始有少量本征激發(fā)。,(3) 強(qiáng)電離區(qū)：完全電離區(qū),(2) 中間電離區(qū):未完全電離區(qū),(5) 高溫本征激發(fā)區(qū)：,單摻雜n型半導(dǎo)體在不同溫度下的載流子濃度：重點(diǎn)在強(qiáng)電離區(qū)與過(guò)渡區(qū),強(qiáng) 電 離 區(qū),過(guò) 渡 區(qū),先求多子（電子）濃度,再求少子濃度,先求多子（電子）濃度,

4、得,再求少子濃度,單摻雜p型半導(dǎo)體在不同溫度下的載流子濃度：重點(diǎn)在強(qiáng)電離區(qū)與過(guò)渡區(qū),強(qiáng) 電 離 區(qū),過(guò) 渡 區(qū),先求多子（空穴）濃度,再求少子濃度,先求多子（空穴）濃度,得,再求少子濃度,雜質(zhì)的補(bǔ)償作用（ND NA）,強(qiáng) 電 離 區(qū),過(guò) 渡 區(qū),先求多子（電子）濃度,再求少子濃度,先求多子（電子）濃度,得,再求少子濃度,雜質(zhì)的補(bǔ)償作用（ NAND ）,強(qiáng) 電 離 區(qū),過(guò) 渡 區(qū),先求多子（空穴）濃度,再求少子濃度,先求多子（空穴）濃度,得,再求少子濃度,半導(dǎo)體的電導(dǎo)率,半導(dǎo)體的電導(dǎo)率,對(duì)于n型半導(dǎo)體（np）,對(duì)于p型半導(dǎo)體（pn）,對(duì)于本征半導(dǎo)體（npni ),電導(dǎo)率的改變因素,圖4-16 AB段: BC段: C段:,非平衡載流子的光注入,平衡時(shí),光注入后從非平衡到平衡的過(guò)程,非平衡載流子的壽命,復(fù)合過(guò)程引起非平衡載流子的減少,隨時(shí)間做指數(shù)衰減。,非平衡載流子的復(fù)合率:單位時(shí)間單位體積內(nèi)復(fù)合消失的電