【柴常春半物课答案】 晶体：具有一定形状和固定熔点熔点，形成晶体的原子（或离子）在一定的规则范围内排列，长程有序 非晶体：外观不规则，熔点固定，内部结构无长有序，但在小范围内（几个原子间距）有序排列-短有序

【柴常春半物课答案】 ①离子晶体 正负离子之间静电引力形成的结合力离子键结合晶体称为离子晶体 特点：在静电引力的结果下，任何离子的最近离子都必须是另一种具有相反电荷的离子。 离子晶体通常是绝缘体。 （以NaCl为例，Na原子价电子已完全转移到Cl在原子的最外层轨道上，它们被紧紧地绑在每个离子上，不能自由移动。

②共价晶体 带正电的原子实由一对自旋方向相反配对的价格电子组成共价键结合晶体称为共价晶体 特点： （1）饱和性 由原子和周围原子形成的共价键数量有限。 （2）方向性 当原子之间形成共价键时，电子云的相互重叠在空间的某个方向上具有最高密度，即共价键的方向。

③金属晶体 带负电的电子气与带正电的原子库仑力的结合力是金属键结合晶体称为金属晶体 特点： 金属晶体中稳定的结构，金属晶体中的原子排列紧密，因此金属晶体中的配位数最高。 (配位数:晶体中任何原子(或离子)最近邻的原子(或离子)数) 因此，金属晶体具有导热性、导电性泽

④混合键晶体 对于大多数晶体来说，它们不知道只有某种形式的化学键，而是有几种形式的化学键，成为混合键。 ————>混合键晶体 如GaAs晶体中有共价键和离子键。

【学长文档答案】 晶体可分为离子晶体、原子晶体、金属晶体、分子晶体、氢键晶体五种组合类型。 特点： 1)离子晶体：导电性差，熔点高，硬度高，热膨胀系数小， 红外区有一个特征峰，但对可见光是透明的。 2)原子晶体:饱和度(在形成共价键的过程中，由于每个原子能提供的未成对电子数量是一定的，一个原子的未成对电子与其他原子的未成对电子配对不能再与其他电子配对，即每个原子能形成的共价键总数是一定的，这就是共价键的饱和度。 方向性（除 s 除球形轨道外，其他原子轨道也有其固定的延伸方向，因此在形成共价键时，轨道重叠也有固定的方向，共价键的方向决定了分子的形状。 熔点高，导电性能差，硬度高。 3)金属晶体:导电性好，结合力小，但过渡金属结合能力大。 4)分子晶体：无方向性和饱和性，一般采用密堆方式，软，熔点低。 5)氢键晶体:饱和度和方向性。

【学长文档答案】 Si 晶格结构属于金刚石结构，具有各原子周围的特点 4 近邻原子形成正四面体结构。 四面体的 4 个顶角原子各通过 4 构成个共价键 4 如此推广的正四面体，积累了许多正四面体，得到了金刚石结构。 金刚石结构的结晶学原胞是立方对称的晶胞，可视为两个面心立方晶胞沿立方体空间对角线位移四分之一的空间对角线长度套。 (对于GaAs为闪锌矿结构) (原胞:最小周期重复单元；晶胞:反映周期性和对称性)

结合答案 导电性介于导体和绝缘体之间，其自身性质容易因光、热、电、磁和微量杂质的含量而变化。 导电有两种载流子

半导体通常是晶体，从晶体看，半导体通常是晶体？.。 或者晶体半导体，非晶体半导体，晶体分为单晶和多晶？ 单晶：整块晶体由原子（或离子）的一种规则排列方式贯穿始终。 多晶：许多小晶粒在内部结构中堆积。

热电磁光掺杂及电导率？

【百度百科】 半导体按导电类型分为(电子导电)和(空穴导电) )型半导体 结构分为：N型与P型

总有一个半满带存在于导体能带中。 绝缘带和半导体带T = 0k类似:一个空带和一个满带。但由于禁带宽度较大，满带顶部的电子无法跳到空带底部。 (固体物理认为，由于固体内的电子能量状态和分布在外电场的作用下发生量状态和分布发生了变化) 在金属中，金属原子中的价格电子占据的能量带部分占据。电子可以从外电场吸收能量，转移到未被电子占据的能量水平，形成电流起导电作用，禁带宽度好的导体。 绝缘体的禁带宽度很大，需要大量的能量来刺激电子。在正常温度下，很少有电子能刺激导带，因此导电性很差。

热传导类型:电子运动导热(电子导热)或格波传热(晶格导热)可用于固体。 绝缘体和一般半导体中的热传导主要依赖于晶格的热传导（从高温端到低温端的声音），载流子也有助于传热。

在固体能带理论中，各种电子态按其波矢分类。波矢空间中取某一倒易阵点这些面波矢空间分为一系列区域，其中最靠近原点的一组封闭区域被称为第一布里渊区。 硅的第一布里渊区是十四面体，石墨烯的第一布里渊区是六边形。

不一定，费米能级随温度变化的趋势是先上升后下降接近费米能级的过程。在低温条件下，随着温度的升高，费米能级越来越接近导带底部，电子浓度增加； 但在高温下，本征刺激迅速增加，本征载流子浓度迅速增加，但费米能级越来越接近禁带中心，远离导带底部。

区别： 肖特基势垒二极管比 pn 结二极管有更好的高频特性； 对于同样的使用电流，肖特基势垒二极管有较低的正向导通电压，一般为 0.3V 左右。 原因： pn 结正向导通时，由 p 区注入 n 区的空穴或由 n 区注入 p 区的电子，都是少数载流子，它们先形成一定的积累，然后靠扩散运动形成电流。这种注入的非平衡载流子的积累称为电荷存储效应，它严重的影响了 pn 结的高频性能。而肖特基势垒二极管的正向电流，主要是由半导体中的多数载流子进入金属形成的。它是多数载流子器件。例如对于金属和 n 型半导体的接触，正向导通时，从半导体中越过界面进入金属的电子不发生积累，而是直接成为漂移电流而流走。因此，肖特基势垒二极管比 pn 结二极管有更好的高频特性。

势垒电容，扩散电容。反向以势垒电容为主。 作用：结电容通常很小，当加在二极管 PN 结之间的交流电频率较低时，通过 PN 结的电流由 PN 结的特性决定–只允许单向电流通过。但是当加在 PN 结上的交流电频率较高时，交流电就可以通过 PN 结的电容形成通路，PN 结就部分或完全失去单向导电的特性。

（# 负面影响是不是可以加上反向恢复时间？）

略，见上题

击穿。 齐纳击穿、雪崩击穿、热电击穿

当 PN 结加反向偏压时，势垒区内电场加强，所以在势垒区内，由于热激发的作用，通过复合中心产生的电子空穴对来不及复合就被强电场驱走了，也就是说是势垒区内通过复合中心的载流子产生率大于复合率，具有净产生率，从而形成另一部分反向电流，称为势垒区的产生电流。由于势垒区宽度随反向偏压的增加而变宽，所以势垒区产生电流是不饱和的，随反向偏压而缓慢的增加。

（# 这就是产生电流罢）

【百科】 MOS管的工作原理(以N沟道增强型MOS场效应管)它是利用VGS来控制“感应电荷”的多少，以改变由这些“感应电荷”形成的导电沟道的状况，然后达到控制漏极电流的目的。在制造管子时，通过工艺使绝缘层中出现大量正离子，故在交界面的另一侧能感应出较多的负电荷，这些负电荷把高渗杂质的N区接通，形成了导电沟道，即使在VGS=0时也有较大的漏极电流ID。当栅极电压改变时，沟道内被感应的电荷量也改变，导电沟道的宽窄也随之而变，因而漏极电流ID随着栅极电压的变化而变化。

【蒋玉龙半物课解答】 迁移率主要和电离杂质散射和晶格散射有关。 当温度较低时，电离杂质散射为主，其散射概率随温度的升高而降低，因此载流子迁移率随温度先升高。 （温度越高，载流子热运动的平均速度越大，可以较快的掠过杂质离子，偏转就小， 所以不易被散射。） 当温度较高时，声学波散射为主，其散射概率随温度的升高而升高，因此载流子迁移率随温度再下降。 （光学波散射在低温时不起什么作用，随着温度的升高，平均声子数增多，光学波的散射概率迅速增大。）

势垒产生电流、势垒复合电流

（# 反偏应该不考虑复合电流罢？）

1、定义不同 欧姆接触是指在接触处是一个纯电阻，而且该电阻越小越好，使得组件操作时，大部分的电压降在活动区而不在接触面。因此，其 I-V 特性是线性关系，斜率越大接触电阻越小，接触电阻的大小直接影响器件的性能指标。 肖特基接触是指金属和半导体材料相接触的时候，在界面处半导体的能带弯曲，形成肖特基势垒。势垒的存在才导致了大的界面电阻。 2、势垒不同 欧姆接触的界面处势垒非常小或者是没有接触势垒。而肖特基接触存在较大的接触势垒。 3、形成条件不同 欲形成欧姆接触，有两个先决条件：一是金属与半导体间有低的势垒高度， 二是半导体有高浓度的杂质掺入(N ≧10EXP12 cm-3)。前者可使界面电流中热激发部分(Thermionic Emission)增加;后者则使半导体耗尽区变窄，电子有更多的机会直接穿透(Tunneling)，而同时使 Rc 阻值降低。 肖特基结是一种简单的金属与半导体的交界面，它与 PN 结相似，具有非线性阻抗特性。在界面处半导体的能带发生弯曲，形成一个高势能区，这就是肖特基垒。电子必须高于这一势垒的能量才能越过势垒流入金属。当平衡时，肖特基势垒的高度是金属和半导体的逸出功的差值。

可以，欧姆接触接触方法：1、提高掺杂浓度，掺杂高浓度的衬底，加杂质含量或离子注入在半导体表面形成重掺杂 2、降低势垒高度，Φm 与Φs 的差值尽可能小。

肖特基接触和欧姆接触。 肖特基接触是指金属和半导体材料相接触的时候，在界面处半导体的能带弯曲， 形成肖特基势垒。势垒的存在才导致了大的界面电阻。与之对应的是欧姆接触， 界面处势垒非常小或者是没有接触势垒。

1、栅氧化层厚度 2、衬底费米势 3、金属半导体功函数差 4、耗尽区电离杂质电荷面密度 5、栅氧化层中的电荷面密度

（# 影响cmos阈值电压的因素？百度知道搜的罢？淦）

压阻效应是指当半导体受到应力作用时，由于应力引起能带的变化，能谷的能量移动，使其电阻率发生变化的现象。

在强电场情况下，载流子从电场中获得的能量很多，载流子的平均能量比热平衡状态时大，载流子和晶格系统不再处于热平衡状态，载流子的能量大于晶格系统的能量，称这种状态的载流子为热载流子，包括热电子和热空穴。 弱电场下，迁移率不变； 强电场下，漂移速度增加，平均自由时间减小，迁移率随电场强度增加而降低； 更强电场下,载流子能够向晶格发射光学波声子，载流子获得的能量大部分消失， 平均漂移速度达到饱和。

金刚石结构、闪锌矿结构

不一定，费米能级随温度变化的趋势是先上升后下降接近本征费米能级的过程，低温条件下，随温度的增加，费米能级越来越靠近导带底，电子浓度升高； 但是在高温状态下，本征激发很快增加，本征载流子浓度迅速升高，但是费米能级越来越接近禁带中心，远离导带底。

（# 上面应该是对n型半导体罢）

单向导电性：稳压、光敏、发光； 正向偏压导通，反向截止； 齐纳击穿、雪崩击穿、热电击穿。

【百度】

33.如果一种物质导带有一个中心谷和一个卫星谷，卫星谷的曲率比中心谷大，电场增大时会不会出现微分负阻现象？ （GaAs 特殊性:因为 GaAs 的多能谷结构决定的。卫星能谷的曲率比中心能谷要小，因此有效质量大。当电场不强时，导带电子都集中在中心能谷，但是随着电场强度的增加,中心能谷中的电子从电场中获得足够能量后开始转移到卫星能谷中，发生能谷间的散射。由于卫星能谷有效质量大,所以电子转移的结果使平均迁移率下降μ=qτ/m*，从而出现电场强度增加、漂移速度下降，即电导率下降的负微分电导区域） 不能，因为曲率小，越平和。当卫星谷曲率大于中心谷时，中心能谷的电子不能获得足够的能量转移到卫星谷中。

因为考虑到了复合电流罢。

（赌他不会考这个！） 【摘自柴常春半物课】 利用腐蚀速度的各向异性？

①点缺陷，如空位、间隙原子； ②线缺陷，如位错； ③面缺陷，如层错等。

大注入效应，就是注入到半导体中的非平衡少数载流子浓度接近或者超过原来的平衡多数载流子浓度时的一种情况。 发生在基区。

在重掺杂的 ＰＮ结中，耗尽区较窄，所以反向电压在其中产生较强的电场。电场强到能直接将价电子拉出共价键，发生场致激发，产生大量的自由电子和空穴，使得反向电流急剧增大，这种击穿称为齐纳击穿。

【蒋玉龙半物课解答】 温度升高，齐纳击穿电压（绝对值）下降。因为温度升高禁带宽度减少，电子更易从价带顶跃迁到导带底，齐纳击穿电压下降，即击穿更容易发生。

共源（相当于BJT共射）、共漏（相当于BJT共集）、共栅（相当于BJT共基） 共栅高频特性比较好 “米勒电容”源于集电极对基极的内部耦合电容（在共射极电路中，此耦合电容将集电极信号耦合入基极形成负反馈，等价为输入端并入一个较大的电容）。若MOS 接成共栅极形式，此内部的耦合电容将集电极信号直接耦合入信号地，所以米勒电容效应便就消失了。

声学波散射：非弹性散射，散射前后电子能量发生改变。主要在共价性晶体中起作用； 光学波散射：弹性散射，散射前后电子能量基本不变。主要在离子性晶体中起作用。

现象：当 Si 浓度不高时，电子浓度随硅的杂质浓度的增加而线性增加；但是当Si 杂质浓度升高到一定程度时，电子浓度趋于饱和。 原因：在 Si 浓度不高时，Si 原子取代 Ga 原子起着施主作用，这样每个 Si 原子向导带提供一个导带电子，所以电子浓度随 Si 浓度增加而线性增加。但是，当Si 杂质浓度较高时，Si 原子不仅取代 Ga 原子起着施主杂质的作用，而且 Si 原子也取代了一部分 Sn 原子而起受主杂质的作用，因而对于取代 Ga 的 Si 施主杂质起到补偿作用，从而降低了有效施主杂质浓度，电子浓度趋于饱和。

砷化镓电子迁移率高（是 Si 的 5-6 倍），禁带宽度大，直接带隙，适合制作高频器件； 原因：迁移率与载流子的有效质量和散射概率成反比。载流子的有效质量与材料有关，不同的半导体中电子有不同的有效质量。 硅中电子的有效质量为 0.5m0（m0 是自由电子质量），砷化镓中电子的有效质量为 0.07m0。空穴分重空穴和轻空穴，它们具有与电子不同的有效质量。 当电场较强时，砷化镓出现负微分电导，迁移率降低，平均漂移速度减小，产生负电阻效应。

直接带隙半导体材料就是导带最小值（导带底）和满带最大值在k空间中同一位置。电子要跃迁到导带上产生导电的电子和空穴（形成半满能带）只需要吸收能量。 间接带隙半导体材料导带最小值（导带底）和满带最大值在k空间中不同位置。形成半满能带不只需要吸收能量，还要改变动量。

【百度】 光生伏特效应是指半导体在受到光照射时产生电动势的现象。 光生伏特效应：当适当波长的光照射非均匀半导体(p-n结等) 时，由于内建场的作用(不加外电场) ，半导体内部产生电动势(光生电压) ；如将P-N结短路，则会出现电流(光生电流) 。这种由内建场引起的光电效应，称为光生伏特效应。 PN结势垒区存在较强的内建电场（自n区指向p区），则p区的电子进入n区，n区的空穴进入p区，使p端电势升高，n端电势降低，在pn结两端产生光生电动势，即为PN结的光生伏特效应。 P区有空穴的聚积，为光电池正极。

霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场。霍尔电场是阻止载流子继续向侧面偏移，当载流子所受的横向电场力与洛仑兹力相等，样品两侧电荷的积累就达到动态平衡。 1.测样品导电类型，是 n 型还是 p 型。 2.测载流子浓度。 3.测电导率。

砷化镓的能带结构中，导带有两个能谷，两能谷的能隙为 0.36eV。把砷化镓材料置于外电场中时，外电场的作用使体内电子在能谷之间跃迁，导致其电导率随电场的增加时而增加，时而减小，从而形成了体内的高频振荡现象。 耿氏效应与半导体的能带结构有关：砷化镓导带最低能谷 1 位于布里渊区中心，在布里渊区边界 L 处还有一个能谷 2，它比能谷 1 高出 0.29ev。当温度不太高时，电场不太强时， 导带电子大部分位于能谷 1。能谷 1 曲率大，电子有效质量小。能谷2 曲率小，电子有效质量大 。由于能谷 2 有效质量大，所以能谷 2 的 电子迁移率比能谷 1 的电子迁移率小，即，当电场很弱时，电子位于能谷 1，平均漂移速度为。当电场很强时，电子从电场获得较大能量由能谷 1 跃迁到能谷 2，平均漂移速度为，由于，所以在速场特性上表现为不同的变化速率(实际上和是速场特性的两个斜率。即低电场时，高电场时)。在 迁移率由变化到的过程中经过一个负阻区。在负阻区，迁移率为负值。这一特性也称为 负阻效应。其意义是随着 电场强度增大而 电流密度减小。

同上

1.电离杂质散射 温度越高，载流子热运动的平均速度越大，可以较快的掠过杂质离子，偏转就小， 所以不易被散射。 2.晶格振动散射 声学波散射概率随温度的升高而升高； 光学波散射在低温时不起什么作用，随着温度的升高，平均声子数增多，光学波的散射概率迅速增大。

砷化镓更适合，其禁带宽度最大，本征载流子在同一温度下相比较少，做成的器件更加耐温。

晶体是原子在三维空间按一定的排列方式周期地重 复而成 , 但在 任何实 际晶体中都 会有不完整的地方 , 称为缺陷。 它们可能是点缺陷 、 线缺陷 或是体缺陷

【蒋玉龙半物课解答】 简并：费米能级进入（或很接近）导带底或价带顶，玻尔兹曼分布不适用，必须用费米统计。 此时重掺杂，杂质不能充分电离。

（百度百科：）半导体发生简并对应一个温度范围：用图解的方法可以求出半导体发生简并时，对应一个温度范围。这个温度范围的大小与发生简并时的杂质浓度及杂质电离能有关：电离能一定时，杂质浓度越大，发生简并的温度范围越大；发生简并的杂质浓度一定时，杂质电离能越小，简并温度范围越大。

（赌他不会考这个！）

【柴常春半物课解答】 Si的导带结构： 长轴沿着<1 0 0>方向上的6个旋转椭球等能面，旋转椭球的中心（导带极小值点）位于第一布里渊区至边界处0.85倍处。 Si的价带结构（与Ge相似性大）： 价带结构复杂，价带极大值（价带顶Ev）位于k=0处取得，价带是简并的。 一个重空穴带，一个轻空穴带，一个第三带（由于裂距的存在，空穴不常在第三带出现）。

半导体物理一些面试常见问题汇总、仅供参考！！！！！南大电通集成考研群：