半导体物理复习笔记：第十二篇

第四章半导体的导电性

迁移率

答案
单位电场强度下载流子的平均漂移速度，其大小为载流子漂移速度与电场强度的比值，代表了载流子导电能力的大小。
电离杂质散射

答案
电离施主或电离受主附近形成一个库伦势场，这一势场局部破坏了杂质附近的周期性势场，当载流子运动到电离杂质附近时，使其运动速度与方向均发生改变，即为电离杂质散射。
晶格振动散射

答案
一定温度下，晶体中原子都各自在其平衡位置附近做微小振动。载流子在半导体中运动时，会不断地与这些热振动着的晶格原子发生碰撞，这种由于晶格热振动的碰撞使载流子的运动速度与方向均发生改变的现象就是晶格振动散射。

晶格振动散射包括光学波散射和声学波散射。
等能谷散射

答案
以硅为例，其导带具有极值能量相同的六个旋转椭球等能面，载流子在这些能谷中分布相同，这些能谷即等能谷。电子在这些多能谷半导体中从一个极值附近散射到另一个极值附近的散射，叫等能谷散射。
位错散射

答案
以n型硅为例，位错线俘获电子，成为一串负电中心。周围形成带正电的圆柱形电荷区，内部存在的电场就是引起载流子散射的附加势场。
平均自由程

答案
半导体中的载流子连续两次散射间自由运动的平均路程就是平均自由程。
平均自由时间

答案
半导体中的载流子连续两次散射间自由运动的平均时间就是平均自由时间。
多能谷散射

答案
在电场作用下，电子从电场中获取能量，可在能谷间转移，即能谷间散射，电子的准动量有较大的改变。
负阻效应

答案
在n型的砷化镓和磷化铟（InP）等双能谷半导体中，在强电场作用下，载流子获得足够的能量从低能谷转移到卫星谷，有效质量增加，迁移率下降平均漂移速度减小，电导率下降，称为负阻效应。
散射概率

答案
散射概率用来描述散射的强弱，它代表单位时间内一个载流子受到散射的次数，其数值与散射机构有关。

第五章非平衡载流子

平衡载流子

答案
若无其他外界作用，电子从低能量跃迁到高能量的量子态会产生导带电子和价带空穴，反之也会减少导带电子和价带空穴。在一定温度下，这两个相反过程之间建立动态平衡，此时导带电子与空穴称为平衡载流子。
非平衡载流子

答案
如果对半导体施加外界作用，破坏了热平衡条件，载流子浓度不再是热平衡时候的浓度。比平衡状态多出来的载流子称为非平衡载流子。
非平衡载流子寿命

答案
即非平衡载流子的平均生存时间，标志着非平衡载流子浓度减小到原值的1/e所经历的时间。
准费米能级

答案
当系统平衡态被破坏时，可以认为导带和价带分别处在各自的平衡态，只是导带和价带之间处于不平衡态。分别引入导带费米能级和价带费米能级，是局部的费米能级，称为准费米能级。
直接复合

答案
电子在导带和价带之间的直接跃迁引起电子和空穴的复合称为直接复合。
间接复合

答案
电子和空穴通过禁带的能级（复合中心）进行复合称为间接复合。
复合中心

答案
半导体中的杂质和缺陷在禁带中形成一定的能级，它们可以促进电子与空穴的复合。这些促进复合过程的杂质和缺陷称为复合中心。
表面复合

答案
表面复合是指在半导体表面发生的复合过程，归属于间接复合。
俄歇复合

答案
载流子从高能级向低能级跃迁，发生电子—空穴复合时，把多余的能量传给另一个载流子，使这个载流子被激发到能量更高的能级上去，当它重新跃迁回低能级时，多余的能量常以声子形式放出，这种复合称为俄歇复合。俄歇复合是非辐射复合。
陷阱效应

答案
杂质能级能俘获并积累非平衡载流子的作用称为陷阱效应，陷阱指有显著陷阱效应的杂质能级。
陷阱中心

答案
有显著陷阱效应的杂质能级，比如积累的非平衡载流子的数目可以与导带和价带中非平衡载流子数目相比拟的杂质能级，其相应的杂质和缺陷称为陷阱中心。陷阱中心只存储一种载流子，常为浅能级杂质。
载流子扩散

答案
是指半导体中由于载流子浓度的不均匀，引起载流子从浓度高的地方向浓度低的地方扩散。
扩散长度

答案
非平衡载流子边扩散边复合的过程中，浓度减少至原来的1/e时所扩散的距离，即标志着非平衡载流子深入样品的平均距离。

第六章 pn结

空间电荷区

答案
pn结结面两侧存在一个带正负电荷的区间，称为空间电荷区。空间电荷区的p型一侧为负电荷，n型一侧为正电荷。正负电荷形成的电场叫自建场。自建场的方向由n区指向p区。
内建电势差

答案
平衡pn结的空间电荷区两端间的电势差V_D称为接触电势差或内建电势差。
耗尽层近似

答案
对于一般的pn结，通常在空间电荷区中的载流子数量不会太多，可以近似认为空间电荷区中的电荷绝大多数是由电离杂质中心所提供的，即可简单地把空间电荷区近似看成是耗尽层，这就是所谓的耗尽层近似。