半导体物理考试.pdf

随便修改总结了点，大家凑合着看看 * * 带**号的概念是上几年考过的，灰色背景的是我觉得有点重要的。后面简答多 数是历年考的，我挑会的做了几个，好多都忘记了，剩下大家再研究研究。 答卷关键不要空着哈！双证的和不考半导体物理的，还是在卷子上注明一下吧， 至于老师为什么这样做，我是不知道为什么了，难道他是先统计下“自己人”？ 想不明白，所以呢，呵呵，好好考总没错了！ 总之，只要你不空着，我觉得至少不会有人挂的吧！ 郝丹 郝丹 郝郝丹丹 1 第一章 半导体中的基本性质 第一章 半导体中的基本性质 第第一一章章 半半导导体体中中的的基基本本性性质质 （一）半导体材料特征 固体类型：无定型（非晶）、多晶和单晶。用材料中的有序化区域大小进行判定。 长程有序：原子的排列在很长的尺度下完全按规则排列，称原子的长程有序。 * * **单晶：原子排列具有三维长程有序，则构成的固体为单晶。（最常用？） * * **多晶：如果构成的固体原子在局域空间内为有序排列，但在不同区域间又无序排列，则 构成的固体为多晶。 * * **晶粒：多晶中类似单晶有序排列的部分称为晶粒。 晶界：多晶中不同晶粒之间的界面称为晶界。 晶格：晶体的具体排列或构成形式可由一些基本的单元（原子、离子或分子）重复排列而成，这些基本单元的具体排 列形式可抽象表示为晶格。 晶胞：可以复制出整个晶体的一小部分晶体。 原胞：可复制以得到整个晶格的最小单元。 密勒指数：用以描述晶面和晶向的一组整数。（hkl）晶面，利用截距的倒数；[]晶向；{}等价晶面；等价晶向。 （二）半导体的结合性质 化学键：原子通过相互作用形成具有稳定结构的固体时，其相互作用必存在能量极小值。这种能形成势能极小值的物 理相互作用称为化学键。包括：离子键、共价键、金属键和范德瓦尔斯键。 离子键：靠正负离子间的库仑相互作用结合在一起的化学键。离子键中，电子结合强，原子间很紧密，晶体形成密排 结构。不容易导电，通常为绝缘体。 共价键：靠共用电子之间的相互作用结合在一起的化学键。共价键强度弱于离子键，但仍然很强，构成晶体一部分为 绝缘体，一部分为导体。共价键具有饱和性和方向性。 金属键：在金属晶体中，自由电子作穿梭运动，它不专属于某个金属离子而为整个金属晶体所共有。这些自由电子与 全部金属离子相互作用，从而形成某种结合，这种作用称为金属键。 范德瓦尔斯键：主要由具有稳定结构之间一种瞬时的电偶极矩的感应作用形成的化学键。 金刚石结构：以四面体结构为基础构成。晶格可看作由两个面心立方套构而成。位于不同面心立方的Si原子并不等价。 该结构是基于轨道杂化、共价键饱和性和方向性共同作用的结果。 （三）量子力学基础 量子：热辐射的粒子状态。 光子：电磁能量的粒子状态。 不确定原理：我们无法精确确定成组的共轭变量值，从而描述粒子的状态，如动量和坐标、能量和时间。 波粒二相性：在某些时候，电磁波的行为表现为粒子性，有时粒子表现出波动性。 泡利不相容原理：在任意给定系统（原子、分子或晶体）中，不可能有两个电子处于同一个量子态。 薛定谔方程：利用量子力学研究量子体系如原子、固体中电子的运动状态，主要使用薛定谔方程。首先写出哈密顿量 和哈密顿算符的表达式，然后求解薛定谔方程。 波函数的物理意义：该函数的模的平方表示在单位空间中某时刻某位置发现粒子的概率。 能级：原子中的电子只能在一些特定的分离能级上运动，这些特定能级称为原子的能级。 （四）半导体的能带 能带论：研究固体中电子运动的主要理论，是一个近似理论。理论中，具有周期性结构的晶体的电子允许能级呈能带 2 结构。理论基础包括单电子近似和布洛赫定理。 能带：原子聚集在一起形成晶体时，电子的分立能量随之分裂为能带。 K k