11. 直接复合过程有哪些基本性质（特点、规律）？
（1）直接复合几率r：单位体积内始终只有一个电子与一个空穴时，在单位时间里它们相遇而复合的次数称为直接复合几率，用r表示。性质：仅仅是温度的函数,与n、p无关。（2）寿命：决定于直接复合几率、平衡载流子浓度、非平衡载流子浓度。其定量
??规律为：1r[(n0?p0)??p]（3）
小注入条件下，寿命与非平衡载流子浓度无关，
在温度一定时，寿命仅与多数载流子浓度成有关且成反比关系，若多数载流子浓度也不
变，则载流子寿命为常数（4）大注入条件下，寿命与非平衡载流子浓度成反比。 12. 什么是有效寿命？为什么说寿命是结构灵敏参数？
有效寿命决定于材料种类、深能级杂质材料种类及浓度、温度、晶体表面及环境状况、晶格缺陷一系列描述材料结构状态的因素均对寿命产生相应的影响，因此说它是结构灵敏参数，是衡量半导体材料的质量的一个很重要的质量指标在此之前研究非平衡载流子
1vs 的寿命时，只考虑了半导体内部的复合过程。13. 什么是陷阱效应？什么是陷阱及陷阱中心？
当半导体处于非平衡态，出现非平衡载流子时，必然引起杂质能级上电子数目的改变。如果电子增加，说明能级具有收容部分非平衡电子的作用；若是电子减少，则可以看成能级收容空穴的作用。杂质能级的这种积累非平衡载流子的作用就称为陷阱效应。所有杂质能级都有一定的陷阱效应。而把有显著陷阱效应的杂质能级称为陷阱，相应的杂质和缺陷称为陷阱中心。
14. 陷阱有哪些基本性质、作用和特点？
??1??1?（1）电子陷阱、空穴陷阱、复合中心的特征rn>>rp、rn< 扩散流密度S：单位时间通过单位面积的离子数称为扩散流密度，是描述扩散运动的基本参数。Fick扩散定律：1855年德国人 Fick通过实验发现扩散流密度与浓度梯度成 d?p(x)Sp??Dpdx其中：比例系数D称为扩散系数，单位是cm/s，正比p 2 其物理意义是在单位浓度梯度作用下单位时间单位单位面积所通过的粒子数量。扩散系 数决定于粒子的热运动状态及与扩散介质之间的相互作用，与浓度梯度无关。 16. 什么是载流子的稳定扩散运动？如何建立并分析求解一维稳定扩散方程？ d2?p(x)?p(x)Dp?2? dx（1） 稳定扩散运动及其方程 ：?p(x)?Aexp(?（2） 稳定扩散方程的通解：xx)?Bexp()LpLp （3） 无限厚时的特解： x?0，?p?(?p)0?p(x)?(?p)0exp(? x)LP 17. 非稳定一维扩散方程是什么？各项物理意义是什么？ x??，?p?0 Sp?DpLp?p(x)??p?2?p?p?Dp??G2?t?p?x 该方程的意义，方程右端： 第一项 表示由于扩散，单位时间单位体积中积累的空穴数 第二项 表示由于复合，单位时间单位体积中消失的空穴数 第三项 表示由于光照，单位时间单位体积中产生的空穴数。 方程左端则表示了单位时间单位体积中净增加的空穴数。 18. 什么是爱因斯坦关系？有何意义？ 爱因斯坦关系：通过对非平衡载流子的漂移运动和扩散运动的讨论，明显地看到，迁移率是反映载流子在电场作用下运动难易程度的物理量，而扩散系数反映存在浓度梯度时载流子运动的难易程度。爱因斯坦从理论上找到了扩散系数和迁移率之间的定量关系， D即上的分布做出定量分析。 19. 什么是连续性方程？其物理意义是什么？ 连续性方程是非平衡少数载流子同时存在扩散运动和漂移运动时所遵守的运动方程。连 kT??q意义：通过测定迁移率而获得D,进而才可能对非平衡载流子浓度在时空 续性方程的一般表达式为：??p?2?p??p?E?p?Dp??E?p???gppp2?t?x?x?p?x 右端：第一项为由于扩散运动，单位时间单位体积中积累的空穴数 第二、三项为由于漂移运动，单位时间单位体积中积累的空穴数 第四项为由于存在复合过程单位时间单位体积中复合消失的空穴数 第五项为由于某种因素单位时间单位体积中产生的空穴数（产生率） 左端则为单位时间单位体积中空穴的改变量或者说单位体积中空穴随时间的变化率。 第六章 p-n结 1. 什么是p-n结？如何分类？主要工艺方法及其特点是什么？ 在一块n型（或p型）半导体单晶上，用适当的工艺方法将p型（或n型）杂质掺入其中使这块单晶的不同区域分别具有n型或p型导电类型两者交界面称为p-n结。p-n结可分为两种主要类型突变和线性缓变。 生产工艺方法主要有合金法和扩散法，合金法的特点是：所形成的结为突变结；扩散法的特点是：所形成的结为线性扩散结。 2. 什么是接触电势差？它有哪些影响因素？ Pn结的空间电荷区两端的电势差称为接触电势差，是描述pn结基本性能的最重要的参 数。接触电势差的影响因素有：掺杂浓度：越高，接触电势越大。禁带宽度: 越大，接触电势越大。温度：温度越大，接触电势越小。 3. 非平衡条件下pn结将产生哪些变化？ （1）势垒的变化：加正向偏压V时（与内建电场方向相反），势垒区的宽度减小，势垒高度下降；反之，加反向偏压时，势垒区宽度增加，势垒高度增加（2）载流子运动的变化：在正向偏压时，在势垒区的边界处将形成将分别形成非平衡少数载流子的积累，从而形成n区或p区的一定范围内少数载流子的扩散电流（像这样产生非平衡少数载流子的方法叫电注入法），但任意截面出的总电流仍然相同。在反向偏压下时，少子浓度梯度很小。（3）能带结构的变化：非平衡时在扩散区由于有非平衡载流子的注入，从而不再具有统一的费米能级，需用准费米能级来描述其能带结构，正反向偏压时准费米能级定性变化。 4. 什么是理想p-n结模型？如何获得理想pn结模型条件下的电流电压关系方程？ 符合下列条件的p-n结成为理想的p-n结： （1）小注入条件，即注入少数载流子浓度比平衡多数载流子浓度小得多 （2）突变耗尽层条件，即外加电压和接触电势差都落在耗尽层上，耗尽层中的电荷是由电离施主和电离受主的电荷组成，耗尽层外的半导体是电中性的。因此，注入的少数载流子在p区和n区是纯扩散运动 （3）通过耗尽层的电子和空穴电流为常量，不考虑耗尽层中载流子的产生及复合作用 （4）玻耳兹曼边界条件，即在耗尽层两端，载流子分布满足玻耳兹曼统计分布。 5. 什么是势垒电容？什么是扩散电容？ 势垒电容：p–n结上外加电压的变化，引起了电子和空穴在势垒区的“存入”和“取出”作用，导致势垒区的空间电荷数量随外加电压而变化，这和一个电容器的充放电作 用相似。这种p–n结的电容效应称为势垒电容，以Cr 表示。 扩散电容：由于扩散区的电荷数量随外加电压的变化所产生的电容效应，称为p–n结的扩散电容。 6. 什么叫p-n结击穿现象？研究p-n结击穿现象有何意义？ 当p-n结施加的反向偏压增大到某一数值VBR时，反向电流密度突然开始迅速增大的现象称为P-n结击穿。发生击穿现象时的反向偏压称为P-n结的击穿电压，击穿是Pn结的重要性质之一，击穿电压是PN结的一个基本参数。 击穿既有害又有利 当有害时半导体器件对击穿电压都有一定的要求，以避免击穿。特别是一些高反压器件，常常因为击穿电压不合格而影响成品率。 可以利用PN结的击穿现象来设计器件。 例如，稳压二极管，就是利用在击穿电压附近电流变化很大而电压变化很小这一特性制成的。另外，雪崩渡越时间二极管，也是利用击穿现象实现微波振荡，做成微波功率源。 因此研究pn结击穿现象，掌握击穿规律是制造高质量合格半导体器件基础。
半导体物理复习资料分析
