半导体物理与器件-复习大纲.pptx

中北大学

梁庭

2013 09;绪论、第一章 ;半导体(semiconductor)，顾名思义就是指导电性介于导体与绝缘体的物质

;第二章 量子力学初步;第三章 固体量子理论初步;;第三章 固体量子理论初步;第三章 固体量子理论初步;第四章 平衡半导体;对于本征半导体，费米能级位于禁带中心（附近）

费米能级的位置需保证电子和空穴浓度的相等

如果电子和空穴的有效质量相同，状态密度函数关于禁带对称。

对于普通的半导体（Si）来说，禁带宽度的一半，远大于kT（~21kT），从而导带电子和价带空穴的分布可用波尔兹曼近似来代替

;本征载流子浓度和温度、禁带宽度的关系;为什么要掺杂？

半导体的导电性强烈地随掺杂而变化

硅中的施主杂质与受主杂质能级;掺入施主杂质，费米能级向上（导带）移动，导带电子浓度增加，空穴浓度减少

过程：施主电子热激发跃迁到导带增加导带电子浓度；施主电子跃迁到价带与空穴复合，减少空穴浓度；施主原子改变费米能级位置，导致重新分布;掺入受主杂质，费米能级向下（价带）移动，导带电子浓度减少，空穴浓度增加

过程：价带电子热激发到受主能级产生空穴，增加空穴浓度；导带电子跃迁到受主能级减少导带电子浓度；受主原子改变费米能级位置，导致重新分布

;载流子浓度n0和p0的公式：

只要满足玻尔兹曼近似条件，该公式即可成立

只要满足玻尔兹曼近似条件，n0p0的乘积依然为本征载流子浓度（和材料性质有关，掺杂无关）的平方。（虽然在这里本征载流子很少）

例4.5直观地说明了费米能级的移动，对载流子浓度造成的影响：费米能级抬高了约0.3eV，则电子浓度变为本征浓度的100000倍。;载流子浓度n0、p0的另一种表达方式：;发生简并的条件

大量掺杂

温度的影响（低温简并）

简并系统的特点：

杂质未完全电离