半导体物理学题库讲解

一.填空题

1. 能带中载流子的有效质量反比于能量函数对于波矢的_________,引入有效质量的意义在于其反映了晶体材料的_________的作用。(二阶导数,内部势场)

2. 半导体导带中的电子浓度取决于导带的_________(即量子态按能量如何分布)和 _________(即电子在不同能量的量子态上如何分布)。(状态密度,费米分布函数)

3. 两种不同半导体接触后, 费米能级较高的半导体界面一侧带________电,达到热平衡后两者的费米能级________。(正,相等)

4. 半导体硅的价带极大值位于空间第一布里渊区的中央,其导带极小值位于________方向上距布里渊区边界约0.85倍处,因此属于_________半导体。([100], 间接带隙)

5. 间隙原子和空位成对出现的点缺陷称为_________;形成原子空位而无间隙原子的点缺陷称为________。(弗仑克耳缺陷,肖特基缺陷)

6. 在一定温度下,与费米能级持平的量子态上的电子占据概率为_________,高于费米能级2kT能级处的占据概率为_________。(1/2,1/1+exp(2))

7. 从能带角度来看,锗、硅属于_________半导体,而砷化稼属于_________半导体,后者有利于光子的吸收和发射。(间接带隙,直接带隙)

8. 通常把服从_________的电子系统称为非简并性系统,服从_________的电子系统称为简并性系统。(玻尔兹曼分布,费米分布)

9. 对于同一种半导体材料其电子浓度和空穴浓度的乘积与_________有关,而对于不同的半导体材料其浓度积在一定的温度下将取决于_________的大小。(温度,禁带宽度)

10. 半导体的晶格结构式多种多样的,常见的Ge和Si材料,其原子均通过共价键四面体相互结合,属于________结构;与Ge和Si晶格结构类似,两种不同元素形成的化合物半导体通过共价键四面体还可以形成_________和纤锌矿等两种晶格结构。(金刚石,闪锌矿)

11. 如果电子从价带顶跃迁到导带底时波矢k不发生变化,则具有这种能带结构的半导体称为_________禁带半导体,否则称为_________禁带半导体。(直接,间接)

12. 半导体载流子在输运过程中,会受到各种散射机构的散射,主要散射机构有_________、 _________ 、中性杂质散射、位错散射、载流子间的散射和等价能谷间散射。(电离杂质的散射,晶格振动的散射)

13. 半导体中的载流子复合可以有很多途径,主要有两大类:_________的直接复合和通过禁带内的_________进行复合。(电子和空穴,复合中心)

14. 反向偏置pn结,当电压升高到某值时,反向电流急剧增加,这种现象称为pn结击穿,主要的击穿机理有两种:_________击穿和_________击穿。( 雪崩,隧道)

15. _________杂质可显著改变载流子浓度; _________杂质可显著改变非平衡载流子的寿命,是有效的复合中心。(浅能级,深能级)

二.选择题

1.本征半导体是指( A )的半导体。 A. 不含杂质和缺陷 B. 电阻率最高

C.电子密度和空穴密度相等 D. 电子密度与本征载流子密度相等

2. 如果一半导体的导带中发现电子的几率为零,那么该半导体必定( D )。 A. 不含施主杂质 B. 不含受主杂质 C. 不含任何杂质 D. 处于绝对零度

3. 有效复合中心的能级必靠近( A )。

A. 禁带中部 B. 导带 C. 价带 D. 费米能级

4.对于只含一种杂质的非简并n型半导体,费米能级EF随温度上升而( D )。 A. 单调上升 B. 单调下降

C. 经过一个极小值趋近Ei D. 经过一个极大值趋近Ei

5. 当一种n型半导体的少子寿命由直接辐射复合决定时,其小注入下的少子寿命正比于( A )。

A. 1/n0 B. 1/△n C. 1/p0 D. 1/△p

6. 在Si材料中掺入P,则引入的杂质能级( B )

A. 在禁带中线处 B. 靠近导带底 C. 靠近价带顶 D. 以上都不是

7.公式??q?/m中的τ是半导体载流子的( C )。

A. 迁移时间 B. 寿命 C. 平均自由时间 D. 扩散时间

8. 对于一定的n型半导体材料,温度一定时,减少掺杂浓度,将导致( D )靠近Ei。 A. Ec B. Ev C. Eg D. EF

9. 在晶体硅中掺入元素( B )杂质后,能形成N型半导体。 A. 锗 B. 磷 C. 硼 D. 锡

*10. 对大注入条件下,在一定的温度下,非平衡载流子的寿命与( D )。 A.平衡载流子浓度成正比 B.非平衡载流子浓度成正比 C.平衡载流子浓度成反比 D.非平衡载流子浓度成反比

11. 重空穴是指( C )

A. 质量较大的原子组成的半导体中的空穴 B. 价带顶附近曲率较大的等能面上的空穴 C. 价带顶附近曲率较小的等能面上的空穴 D. 自旋-轨道耦合分裂出来的能带上的空穴

12. 电子在导带能级中分布的概率表达式是( C )。 A. exp(?ED?EcE?EDE?EFE?Ec) B. exp(?c) C. exp(?c) D. exp(?F) k0Tk0Tk0Tk0T13. 如在半导体中以长声学波为主要散射机构是,电子的迁移率?n与温度的( B )。

3次方成反比 23C. 平方成反比 D. 次方成正比

2A. 平方成正比 B.

14. 把磷化镓在氮气氛中退火,会有氮取代部分的磷,这会在磷化镓中出现( D )。 A. 改变禁带宽度 B. 产生复合中心 C. 产生空穴陷阱 D. 产生等电子陷阱

15. 一般半导体器件使用温度不能超过一定的温度,这是因为载流子浓度主要来源于_________,而将_________忽略不计。( A ) A. 杂质电离,本征激发 B. 本征激发,杂质电离 C. 施主电离,本征激发 D. 本征激发,受主电离

16. .一块半导体寿命τ=15μs,光照在材料中会产生非平衡载流子,光照突然停止30μs后,其中非平衡载流子将衰减到原来的( C )。 A. 1/4 B. 1/e C. 1/e2 D. 1/2

17. 半导体中由于浓度差引起的载流子的运动为( B )。 A. 漂移运动 B. 扩散运动 C. 热运动 D. 共有化运动

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