半导体物理第五章-4-1+.pptVIP

如样品一端存在表面复合，端面上过剩空穴浓度将比体内低，空穴要流向这个表面，并在那里复合。 小注入情况下，忽略电场影响，空穴遵循的连续性方程是 ? 设产生表面复合的面位于x=0处，则上面的方程应满足如下的边界条件 ΔP(∞)=τpgp (5-157) ? sp是表面复合速度，p0是平衡空穴浓度。式（5-158）表明，扩散到达表面的少子就在那里复合掉。 根据式（5-157），方程式（5-156）的解应当是 ? 即 其中 。 ΔP(∞)=τpgp C是待定常数，由边界条件式（5-158）确定。 最后得到 当sp趋于零时，p（x）=p0+τpgp，空穴是均匀分布的， 当sp趋于无穷大时， 表面上的空穴浓度接近于平衡值p0。? 一般三维情况下，电流所引起的载流子在单位体积中的积累率，由电流密度的散度决定。对于空穴就是 因此，空穴的连续性方程是 ? 而电子的连续性是 ? 连续性方程式反映了半导体中少子运动规律，是研究半导体器原理的基本方程之一。 半导体的Shockley方程 由6个偏微方程构成，确定半导体中电子和空穴的漂移、扩散、产生-复合-俘获-释放。对一种陷阱： Shockley在1948-1952年间通过发现基于简单电子和空穴物理特性 的最简解析解而发明了P/N结二极管，双极型p/n结晶体管，及结栅场效应晶体管。奠定了电子-空穴复合动力学的基础。 现代半导体理论和数值设计方法均建立在上述方程上。但仅对简单问题能获解析解。 大多数简单解析解是由Shockley发现的，他根据其独特物理直觉得到了较正确的近似解，并由这些解在1948-52间发明了晶体管与Badeen、Brattain一起获得诺贝尔物理奖。 习题:7,8,9,11,16 1.试指出空穴的主要特征。 2.简述Ge、Si和GaAS的能带结构的主要特征。 3.什么叫施主？什么叫施主电离？施主电离前后有何特征？试举例说明之， 并用能带图表征出n型半导体。 4.两性杂质和其它杂质有何异同？ 5.深能级杂质和浅能级杂质对半导体有何影响？ 6.试分别定性定量说明： 在一定的温度下，对本征材料而言，材料的禁带宽度越窄，载流子浓度越高； 对一定的材料，当掺杂浓度一定时，温度越高，载流子浓度越高。 7.某掺施主杂质的非简并Si样品，试求EF=（EC+ED）/2时施主的浓度。 8.对于重掺杂半导体和一般掺杂半导体，为何前者的迁移率随温度的变化趋势不同？ 试加以定性分析。 9.何谓迁移率？影响迁移率的主要因素有哪些？ 10.硅材料中的缺陷在禁带中引入两个分离能级。假设一为施主能级，能级位置在价带 上方0.25eV处；一为受主能级，能级位置在价带上方0.65eV处。 （a）当费米能级从Ev到Ec变化时，说明每一种缺陷电荷的变化； （b）在重掺杂n型，重掺杂p型中，哪一种缺陷起作用？为什么？ （c）无掺杂时确定费米能级位置，p型，n型或本征？为什么？ 7.某掺施主杂质的非简并Si样品，试求EF=（EC+ED）/2时施主的浓度。 10.硅材料中的缺陷在禁带中引入两个分离能级。假设一为施主能级，能级位置在价带 上方0.25eV处；一为受主能级，能级位置在价带上方0.65eV处。 （a）当费米能级从Ev到Ec变化时，说明每一种缺陷电荷的变化； （b）在重掺杂n型，重掺杂p型中，哪一种缺陷起作用？为什么？ （c）无掺杂时确定费米能级位置，p型，n型或本征？为什么？ 讨论如下平衡能带图 （a）通过指定点，画出费米能级（EF ～X）; 为什么？ (b)画出电场方向，电场是否常数？为什么？ （c）指出电子和空穴扩散流密度的方向，为什么？ -3L -L 3L L 0 x 讨论如图n型半导体，光照下产生恒定过剩载流子产生率G。 在区域-Lx+L.假设少子寿命无穷,过剩载流子浓度在x=-3L和x=+3L处为0. 给出0偏和小注入情况下稳态过剩载流子浓度随x的变化. 使用时，直接删除本页！ 精品课件，你值得拥有！ 精品课件，你值得拥有！