半导体物理之名词解释 6358.docx

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，有效质量和弛豫时间（散射）是影响迁移率的因电子有效能态密度，对于价带中的空穴同理。
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
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
13. 费米分布
费米分布： f ( E )
1
表示能量为 E的能级被电子占据的几率，而
1 f ( E ) 表示能级被空
E E F
e KT
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。
3
电离杂质散射 p NT 2 ( 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* T 2
ac
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。
1
h
P
m* e kT
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 L pD p p
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。