半导体材料9试题-名词解释.docVIP

半导体材料2009级考试试题 名词解释（每题3分，共15分） 1、光伏效应 “ HYPERLINK /view/715174.htm \t _blank 光生伏特效应”，简称“光伏效应”，英文名称：Photovoltaic effect。指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。它首先是由光子（光波）转化为电子、光能量转化为电能量的过程；其次，是形成电压过程。有了电压，就像筑高了大坝，如果两者之间连通，就会形成电流的回路 2、施主杂质 在硅中掺入V族元素杂质（如磷P，砷As，锑Sb等）后，这些V族杂质替代了一部分硅原子的位置，但由于它们的外层有5个价电子，其中4个与周围硅原子形成共价键，多余的一个价电子便成了可以导电的自由电子，这样一个V族杂质原子可以向半导体硅提供一个自由电子而本身成为带正电的离子，把这种杂质称为施主杂质。 3、电子共有化运动 原子组成晶体后，由于电子壳层的交叠，电子不再完全局限在某一个原子上，可以由一个原于转移到相邻的原子上去，因而，电子将可以在整个晶体中运动。这种运动称为电子的共有化运动。 4、本征吸收 本征吸收是指在价带和导带之间电子的跃迁产生与自由原子的线吸收谱相当的晶体吸收谱，它决定着半导体的光学性质。 5、自发辐射 处于激发态的原子中，电子在激发态 HYPERLINK /view/52083.htm \t _blank 能级上只能停留一段很短的时间，就自发地跃迁到较低能级中去，同时辐射出一个光子，这种辐射叫做自发辐射。 简答题（共44分） 1、半导体材料的基本特性是什么？（8） a.温度升高使半导体导电能力增强，电阻率下降 b.微量杂质含量可以显著改变半导体的导电能力 c.适当波长的光照可以改变半导体的导电能力 d.有两种导电的载流子（电子和空穴） 2、在非晶硅的各种能带模型中，普遍接受的Mott-GFO模型的要点有哪些？请画图进行说明。（10）（教材P129） Mott-CFO模型： 短程有序－－基本能带 长程无序－－定域态带尾 悬挂键－－带隙中间形成隙态 3、什么是SOI？SOI材料有什么特点？（10） SOI（Silicon-On-Insulator，绝缘 HYPERLINK /view/1048511.htm \t _blank 衬底上的硅）技术是在顶层硅和背衬底之间引入了一层埋氧化层。通过在绝缘体上形成半导体薄膜， HYPERLINK /view/50681.htm \t _blank SOI材料具有了体硅所无法比拟的优点：可以实现 HYPERLINK /view/1355.htm \t _blank 集成电路中元器件的介质隔离，彻底消除了体硅CMOS电路中的寄生闩锁效应；采用这种材料制成的集成电路还具有寄生电容小、集成密度高、速度快、工艺简单、 HYPERLINK /view/1215107.htm \t _blank 短沟道效应小及特别适用于低压低功耗电路等优势，因此可以说SOI将有可能成为深亚微米的低压、低功耗集成电路的主流技术。此外，SOI材料还被用来制造MEMS光开关，如利用体微机械加工技术。 4、什么是费米－狄拉克统计分布？费米分布有什么特点。（8） 根据Fermi 统计，能量为E的每个量子态被电子占据的几率为 Fermi－Dirac分布函数 EF是费米能量或化学势 ，其物理意义是在体积不变的情况下，系统增加一个电子所需的自由能，k是玻耳兹曼常量。 费米子是自旋为半整数（n＋1/2） 的粒子（如：电子、质子、中子 等），全同和独立的费米子系统中粒子的最概然分布，简称费米分布。全同费米子系统中粒子不可分辨，费米子遵从泡利不相容原理，每一量子态容纳的粒子数不能超过一个。 5、什么是耿氏效应？（8） 耿氏效应（Gunn effect）是 1963年，由耿氏(J．B．Gunn) 发现的一种效应。当高于临界值的恒定直流电压加到一小块N型砷化镓相对面的接触电极上时，便产生微波振荡。在N型砷化镓薄片的二端制作良好的欧姆接触电极，并加上直流电压使产生的电场超过 3kV/cm时，由于砷化镓的特殊性质就会产生电流振荡，其频率可达10^9Hz，这就是耿氏二极管。这种在半导体本体内产生高频电流的现象称为耿氏效应。 论述题(41分) 1、什么是超晶格？画出第Ⅰ型、第Ⅱ型和第Ⅲ型超晶格的能带图，并简述其特点。（18）(教材P150) 超晶格材料是两种（或两种以上）不同组元（或导电类型）以几个纳米到几十个纳米的薄层交替生长并保持严格周期性的多层膜，事实上就是特定形式的层状精细复合材料。 2、简述Si中O、C、N、H杂质对Si材料的性能的影响？（这个题目看不大清，应该就是这相关的知识点）（教材P24） O：与氧相关的缺陷，有利有弊。其利是可以用于进行内