半导体物理之名词解释
.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:」=生 m
可见,有效质量和弛豫时间(散能级被空穴占据的几率。
.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”( 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 生体变一一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一一称为形变 势,所以就将散射载流子。
P」工miT2 , ac
长光学纵波:对于极性晶体(如碎化钱) 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一一附 加势场。
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。
.爱因斯坦关系
.连续性方程
.扩散长度
公式:空穴的扩散长度Lp =, d77
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MO镭件,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。
.载流子寿命
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。
.扩散系数
定义在单位时间内通过单位面积的载流子数目
为扩散流密度S. 则
其中D就是扩散系数,N是载流子密
度。
扩散系数与半导体中的密度差异有关。
.陷阱效应 杂质能级积累非平衡载流子的作用就称为陷阱 效应。
陷阱效应是指非平衡载流子落入位于禁带中的 杂质或缺陷能级Et中,使在Et上的电子或空穴 的填充情况比热平衡时有较大的变化,从引起△ nwAp,(如何没有陷阱存在时,杂质半导体中 产生非平衡载流子的AnMAp,如果存在陷阱, 一部分非平衡载流子就会落入陷阱之中, 仅仅是 落入位于禁带中的杂质或缺陷能级Et中,并没 有复合,从而使得△n^^p)这种效应对瞬态 过程的影响很重要。
【间接复合效应是指非平衡载流子通过位于禁 带中特别是位于禁带中央的杂质或缺陷能级 Et而逐渐消失的效应,Et的存在可能大大促进 载流子的复合;止匕外,最有效
的复合中心在禁带中央,而最有效的陷阱能级在 费米能级附近。一般来说,所有的杂质
或缺陷能级都有某种程度的陷阱效应,而且陷阱 效应是否成立还与一定的外界条件有
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