半导体物理之名词解释.docx精品文档
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迁移率参考答案:
单位电场作用下,载流子获得的平均定向运动速度,反映了载流子在电场作用下的输运能力,
是半导体物理中重要的概念和参数之一。迁移率的表达式为: q
m*
可见,有效质量品文档
费米能级
费米能级标志电子填充能级的水平。 费米能级位于禁带之中 (即位于价带之上, 导带之下),
费米能级是量子态是否被电子占据的分界线。在热力学温度0K时,能量高于费米能级的量子态基本是空的,能量低于费米能级的量子态基本上全部被电子所占据。
对于N型半导体费米能级在禁带中央以上;掺杂浓度越大,费米能级离禁带中央越远,越靠近导带底部
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对于P型半导体费米能级在禁带中央以下;掺杂浓度越大,费米能级离禁带中央越远,越靠近价带顶部
费米分布:f(E)
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表示能量为E的能级被电子占据的几率,而
1f(E)表示能级被空
EEF
eKT
1
穴占据的几率。
声学波、光学波
声学波:基元的整体运动。
光学波:非共价键性化合物基元中原子的相对运动。声学波:频率较低,接近声波频率。
光学波:1频率较高,与红外光频率相近。2有偶极矩,可与光波相互作用。
散射机制
(1)载流子散射的原因:只要是破坏晶格周期性势场,(即能够产生附加势场的因素),就都是散射载流子的根源。
2)散射分为:
晶格振动散射,杂质电离散射,还有等能谷散射,中性杂质散射,位错散射等。
3)杂质电离散射
半导体电离的施主或受主杂质是带电的离子,在他们周围有库伦势场,当载流子从离
子周围通过时,由于库伦势场的作用,载流子会被散射。
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电离杂质散射 p NT2( N是电离杂质浓度 ),随着温度升高,散射几率变小。
4)使用条件:低温时比较重要
5)晶格振动散射
横声学波和横光学波不起作用。
只有长波起作用
长声学纵波:因为纵长声学波会使晶体产生体变——原子分布发生疏密变化,则将导
致禁带宽度随之发生变化,即能带极值在晶体中出现波动,从而使得载流子的势能发生了改变,即产生了周期性势场之外的附加势场——称为形变势,所以就将散射载流子。
1
3
P
m*T2
ac
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长光学纵波:对于极性晶体(如砷化镓)中的载流子,纵长光学波散射作用较大,因为这种格波在晶体中会产生局部的极化电场——附加势场。
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h
P
m*ekT
使用条件:高温时比较重要
间接复合
电子和空穴通过禁带中的能级(复合中心)复合。
复合中心指的是晶体中的一些杂质或缺陷,他们在禁带中引入离导带底和价带顶都比较远的局域化能级,即复合中心能级。在间接复合过程中,电子跃迁到负荷中心能级。然后再跃迁
到价带的空状态,使电子和空穴成对消失。换一种说法是复合中心从导带俘获一个电子,再从价带俘获一个空穴,完成电子与空穴的复合。
17.爱因斯坦关系
18.
连续性方程
19.
扩散长度
公式:空穴的扩散长度LpDpp
含义:Lp是空穴在一边扩散一边复合过程中其浓度减少到
1/e时所扩散的距离。
它标志着非平衡载流子深入样品的平均距离。扩散长度与非平衡少子的扩散系数和寿命有关系。
热载流子
在强电场作用下,半导体中载流子的平均动能显著超过热平衡载流子的平均动能。 这种被显
著加热了的载流子称为热载流子。有关现象通常称热电子现象。
所谓热载流子,是指比零电场下的载流子具有更高平均动能的载流子。 零电场下,载流子通
过吸收和发射声子与晶格交换能量, 并与之处于热平衡状态, 其温度与晶格温度相等。 在有
电场的作用存在时, 载流子可以从电场直接获取能量, 而晶格却不能。晶格只能借助载流子
从电场间接获取能量, 就从电场获取并积累能量又将能量传递给晶格的稳定之后, 载流子的
平均动能将高于晶格的平均动能,自然也高于其本身在零电场下的动能,成为热载流子。
对于MOS器件,由于沟道存在热载流子,将引起陷阱(氧化层陷阱、界面陷阱)产生,导致器件特性的退化。表现为漏电流减少,跨导减小,及阈值电压漂移等。
耗尽近似
在空间电荷中,与电离杂质浓度相比,自由载流子浓度可以忽略,这称为耗尽近似。
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载流子寿命
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是指非平衡载流子中非平衡电子衰减到原来数值的 1/e所需的时间。
载流子的寿命与复合率有关,复合率越大,寿命越短。
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