哈尔滨工业大学半导体物理

合集下载

《半导体物理学》课程教学大纲

《半导体物理学》课程教案大纲一、课程说明（一）课程名称：《半导体物理学》所属专业：物理学（电子材料和器件工程方向）课程性质：专业课学分：学分（二）课程简介、目标与任务：《半导体物理学》是物理学专业（电子材料和器件工程方向）本科生的一门必修课程。

通过学习本课程，使学生掌握半导体物理学中的基本概念、基本理论和基本规律，培养学生分析和应用半导体各种物理效应解决实际问题的能力，同时为后继课程的学习奠定基础。

本课程的任务是从微观上解释发生在半导体中的宏观物理现象，研究并揭示微观机理；重点学习半导体中的电子状态及载流子的统计分布规律，学习半导体中载流子的输运理论及相关规律；学习载流子在输运过程中所发生的宏观物理现象；学习半导体的基本结构及其表面、界面问题。

（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接：本课程的先修课程包括热力学与统计物理学、量子力学和固体物理学，学生应掌握这些先修课程中必要的知识。

通过本课程的学习为后继《半导体器件》、《晶体管原理》等课程的学习奠定基础。

（四）教材与主要参考书：［］刘恩科，朱秉升，罗晋生. 半导体物理学（第版）［］. 北京：电子工业出版社. .［］黄昆,谢希德. 半导体物理学［］. 北京：科学出版社. .［］叶良修.半导体物理学（第版）［］. 上册. 北京：高等教育出版社. .［］. . , ( .), , , .二、课程内容与安排第一章半导体中的电子状态第一节半导体的晶格结构和结合性质第二节半导体中的电子状态和能带第三节半导体中电子的运动有效质量第四节本征半导体的导电机构空穴第五节回旋共振第六节硅和锗的能带结构第七节族化合物半导体的能带结构第八节族化合物半导体的能带结构第九节合金的能带第十节宽禁带半导体材料（一）教案方法与学时分配课堂讲授，大约学时。

限于学时，第节可不讲授，学生可自学。

（二）内容及基本要求本章将先修课程《固体物理学》中所学的晶体结构、单电子近似和能带的知识应用到半导体中，要求深入理解并重点掌握半导体中的电子状态（导带、价带、禁带及其宽度）；掌握有效质量、空穴的概念以及硅和砷化镓的能带结构；了解回旋共振实验的目的、意义和原理。

半导体物理50本书

半导体物理50本书1、半导体激光器基础633/Q003 (日)栖原敏明著科学出版社;共立出版2002.72、半导体异质结物理211/Y78虞丽生编著科学出版社1990.53、超高速光器件9/Z043 (日)斋藤富士郎著科学出版社;共立出版2002.74、半导体超晶格物理214/X26夏建白，朱邦芬著上海科学技术出版社19955、半导体器件:物理与工艺6/S52 (美)施敏(S.M.Sze)著科学出版社1992.56、材料科学与技术丛书.第16卷,半导体工艺5/K035(美)R.W.卡恩等主编科学出版社19997、光波导理论与技术95/L325李玉权,崔敏编著人民邮电出版社2002.128、半导体光学性质240.3/S44沈学础著科学出版社1992.69、半导体硅基材料及其光波导571.2/Z43赵策洲电子工业出版社199710半导体器件的材料物理学基础612/C49陈治明，王建农著科学出版社1999.511、半导体导波光学器件理论及技术666/Z43赵策洲著国防工业出版社1998.612、半导体光电子学631/H74黄德修编著电子科技大学出版社1989.913、分子束外延和异质结构523.4/Z33 <美>张立刚，<联邦德国>克劳斯·普洛格著复旦大学出版社1988.614、半导体超晶格材料及其应用211.1/K24康昌鹤，杨树人编著国防工业出版社1995.1215、现代半导体器件物理612/S498 (美)施敏主编科学出版社2001.616、外延生长技术523.4/Y28杨树人国防工业出版社1992.717、半导体激光器633/J364江剑平编著电子工业出版社2000.218、半导体光谱和光学性质240.3/S44(2)沈学础著科学出版社200219、超高速化合物半导体器件572/X54谢永桂主编宇航出版社1998.720、半导体器件物理612/Y75余秉才，姚杰编著中山大学出版社1989.621、半导体激光器原理633/D807杜宝勋著兵器工业出版社2001.622、电子薄膜科学524/D77 <美>杜经宁等著科学出版社1997.223、半导体超晶格─材料与应用211.1/H75黄和鸾，郭丽伟编著辽宁大学出版社1992.624、半导体激光器及其应用633/H827黄德修，刘雪峰编著国防工业出版社1999.525、现代半导体物理O47/X172夏建白编著北京大学出版社200026、半导体的电子结构与性能22/Y628 <英>W.施罗特尔主编科学出版社200127、半导体光电子技术9/Y770余金中编著化学工业出版社2003.428、半导体器件研究与进展.三6/W36/3王守武主编科学出版社1995.1029、国家自然科学基金重大项目“半导体光子集成基础研究”学术论文集:项目编号：69896260(2001.7-2002.5)638/G936/2001-022002.630、半导体激光器件物理学665/T23 <英>G.H.V.汤普森著电子工业出版社198931、半导体的检测与分析34/Z66中国科学院半导体研究所理化分析中心研究室编著科学出版社198632、材料分析测试技术:材料X射线衍射与电子显微分析55/Z78周玉,武高耀编著哈尔滨工业大学出版社1998.833、光纤通信用光电子器件和组件TN929.11/H800.2黄章勇编著北京邮电大学出版社200134、硅微机械加工技术571.2/H76黄庆安科学出版社1996.35、X射线结构分析与材料性能表征O72/T49滕凤恩科学出版社1997.1236、非线性光学频率变换及激光调谐技术O436.8/Y35姚建铨科学出版社;1995.337、半导体光检测器631.5/Z22 (美)W.T.Tsang主编电子工业出版社1992.338、介观物理O462/Y17阎守胜,甘子钊主编北京大学出版社1995.439、人工物性剪裁:半导体超晶格物理、材料及新器件结构的探索211.1/Z57郑厚植编著湖南科学技术出版社1997.40、光学薄膜原理O437.14/L63林永昌,卢维强编著国防工业出版社199041、半导体物理学2/L71B刘恩科，朱秉升等编国防工业出版社1979.1242、半导体物理学2/L33李名复著科学出版社1991.243、半导体物理与器件2/X58忻贤坤编著上海科学技术文献出版社1996.244、砷化镓微波功率声效应晶体管及其集成电路624.26/L35李效白编著科学出版社1998.245、半导体测试技术55/S98孙以材编著冶金工业出版社1984.1046、X射线衍射与电子显微分析基础O439.634/M18马咸尧主编华中理工大学出版社1993.847、砷化镓的性质572.162/Y14亚当斯.A.R.等著科学出版社199048、高等激光物理学O45/L31李福利编著中国科技大学出版社1992.849、半导体器件工艺616/D52电子工业半导体专业工人技术教材编写组上海科学技术文献出版社1984.150、凝聚态物理学新论O462.031/F61N冯端,金国钧著上海科学技术出版社1992.12“压力传感器的设计制造与应用”目录压力传感器的设计制造与应用作者：孙以材出版：北京冶金工业出版社2000 年出版尺寸：20cmISBN：7-5024-2400-8形态：615 页- 107 章节定价：CNY40.00附注：河北省教育委员会学术著作出版基金资助浏览：在线阅读全文下载摘要本书主要介绍压阻型压力传感器的原理、弹性力学应力机械加工到芯片封接与引线;介绍压力传感器的技术特性、选用及各种热漂移补偿技术等。

哈尔滨工业大学806半导体物理2020年考研专业课初试大纲

2020年硕士研究生入学考试大纲
考试科目名称：半导体物理考试科目代码：[806]
一、考试要求：
全面系统地掌握半导体物理的基本概念、基本原理和物理过程，并能够运用理论对实际问题进行分析和计算。

二、考试内容：
1）能带论
a:半导体电子状态和能带
b:半导体电子的运动
c:本征半导体的导电机构
d:硅和锗的能带结构
2)杂质半导体理论
a:硅和锗晶体中的杂质能级
3)载流子的统计分布
a: 状态密度与载流子的统计分布
b: 本征与杂质半导体的载流子浓度
c: 一般情况下载流子统计分布
d: 简并半导体
4)半导体的导电性
a: 载流子的漂移运动与散射运动
b: 迁移率、电阻率与杂质浓度和温度的关系
5)非平衡载流子
a: 非平衡载流子的注入、复合与寿命
b: 准费米能级
c: 复合理论
d: 陷阱效应
e: 电流密度方程。

半导体物理教学大纲

《半导体物理》教学大纲课程名称：半导体物理学英文名称：Semiconductor Physics课程编号：课程类别：专业选修课使用对象：应用物理、电信专业本科生总学时： 48 学分： 3先修课程：热力学与统计物理学；量子力学；固体物理学使用教材：《半导体物理学》刘恩科等主编，电子工业出版社出版一、课程性质、目的和任务本课程是高等学校应用物理专业、电子与信息专业本科生的专业选修课。

本课程的目的和任务是：通过本课程的学习使学生获得半导体物理方面的基本理论、基本知识和方法。

通过本课程的学习要为应用物理与电信专业本科生的半导体集成电路、激光原理与器件、功能材料等后续课程的学习奠定必要的理论基础二、教学内容及要求本课程所使用的教材，共13章，概括可分为四大部分。

第1～5章，晶体半导体的基本知识和性质的阐述；第6～9章归结为半导体的接触现象；第10～12章，半导体的各种特殊效应；第13章，非晶态半导体。

全部课堂教学为48学时，对上述内容作了必要的精简。

10～13章全部不在课堂讲授，留给学生自学或参考，其他各章的内容也作了部分栅减。

具体内容和要求如下：第1章半导体中的电子状态1.半导体的晶格结构和结合性质2.半导体中的电子状态和能带3.半导体中电子的运动有效质量4.本征半导体的导电机构空穴5.回旋共振6.硅和锗的能带结构7.III-V族化合物半导体的能带结构8.II-VI族化合物半导体的能带结构9.Si1-xGex合金的能带10.宽禁带半导体材料基本要求：将固体物理的晶体结构和能带论的知识应用到半导体中，以深入了解半导体中的电子状态；明确回旋共振实验的目的、意义和原理，进而了解主要半导体材料的能带结构。

（限于学时，本章的第7-10节可不讲授，留学生参阅，不作具体要求）。

重点：半导体中的电子运动；有效质量；空穴概念。

难点：能带论的定性描述和理解；锗、硅、砷化镓能带结构第2章半导体中杂质和缺陷能级1.硅、锗晶体中的杂质能级2.III-V族化合物中的杂质能级3.氮化镓、氮化铝、氮化硅中的杂质能级4.缺陷、位错能级基本要求：根据不同杂质在半导体禁带中引入能级的情况，了解其性质和作用，由其分清浅杂质能级（施主和受主）和深能级杂质的性质和作用；了解缺陷、位错能级的特点和作用。

2014哈尔滨工业大学考研专业课参考书目

《C语言大学实用教程》（第3版）
苏小红、孙志岗、陈惠鹏
电子工业出版社，2012年6月
《C语言大学实用教程学习指导（第3版）》
苏小红，孙志岗
电子工业出版社,2012.07
《软件工程-理论、方法与实践》
刘强，孙家广
高等教育出版社，2006年5月
《Software Engineering: A Practitioner’s Approach (Seventh Edition)》（《软件工程：实践者的研究方法（原书第7版）》）
④《数字电子技术基础学习指导与考研指南》
王淑娟
高等教育出版社，2010年（第3次印刷）
注：在(1) (4)、(2)（4）或(3)(4)中任选一套。
理学院物理系
613
普通物理
新概念物理教程《光学》
赵凯华
高等教育出版社出版，2004年版
《OPTICS》(光学)（第四版）(张存林改编)
Eugene Hecht
燃烧学
《燃烧理论与设备》
徐旭常
机械工业出版社
空气动力学）
《气体动力学基础》
潘锦珊
国防工业出版社
计算机科学与技术学院
834
软件工程基础
《C语言程序设计（第2版）》
苏小红、王宇颖、孙志岗
高等教育出版社，2013年6月
《C语言程序设计学习指导（第2版）》
苏小红，车万翔，王甜甜
高等教育出版社,2013.08
薛建成
外语教学与研究出版社
241
俄语（二外）
《新大学俄语简明教程》（二外、零起点、成人）
蒋财珍主编
高等教育出版社
242
日语（二外）
《新大学日语标准教程》（基础篇1-2册）(提高篇1-2册)

哈工大专业课参考书目

《高分子物理》
何曼君等编
复旦大学出版社，2000年第2版.
824
复合材料学
《复合材料概论》
王荣国武卫莉谷万里主编，
哈尔滨工业大学出版社，2004年第3版
《高性能复合材料学》
郝元凯、肖加余编著，
化学工业出版社，2004年第1版
825
金属学与热处理
《金属学与热处理》
崔忠圻、刘北兴编
哈尔滨工业大学出版社，2004年修订版。
濮良贵
高等教育出版社
0872设计学（工业设计方向）
625
工业设计概论与设计史
工业设计学概论
柳冠中
黑龙江科学技术出版社1997版次1
工业设计史（修订版）
何人可
北京理工出版社2004版次2
838
人机工程与工业设计方法
人机工程学（第三版）
丁玉兰
北京理工出版社2006版次3
工业设计方法学
简召全
北京理工出版社2011版次1
高等教育出版社（第三版）
燃烧学
《燃烧理论与设备》
徐旭常
机械工业出版社
空气动力学）
《气体动力学基础》
潘锦珊
国防工业出版社
085212软件工程、0835软件工程
834
软件工程基础《C语Fra bibliotek程序设计》苏小红、王宇颖、孙志岗
高等教育出版社，2011年5月
《C语言大学实用教程》（第3版）
苏小红、孙志岗、陈惠鹏
电子工业出版社，2012年6月
哈尔滨工业大学理论力学教研室编
高等教育出版社
809
材料力学
新编材料力学（第2版）
张少实
机械工业出版社
材料力学（第三版上、下册）

半导体物理试验

《半导体物理实验》教学大纲课程编号：MI4221016课程名称：半导体物理实验英文名称：Experiments ofSemiconductor Physics学时：8 学分：0.5课程类别：限选课程性质：专业课适用专业：集成电路与系统集成先修课程：半导体物理和半导体器件电子学开课学期：4 开课院系：微电子学院一、课程的教学目标与任务目标：培养学生独立完成半导体材料特性测试、分析的实践动手能力，巩固和强化半导体物理知识，提升学生在微电子技术领域的竞争力，培养学生灵活运用理论知识解决实际问题的能力，锻炼学生分析、探讨和总结实验结果的能力。

任务：在理论课程的学习基础上，通过大量实验，熟练掌握现代微电子技术中半导体材料特性相关的实验手段和测试技术。

课程以教师讲解，学生实际动手操作以及师生讨论的形式实施。

二、本课程与其它课程的联系和分工本实验要求学生掌握半导体物理效应的测试技术和分析手段，共设置9个实验，要求学生选择完成其中4个实验。

（一）高频光电导衰退法测量非平衡少子寿命（2学时）具体内容：利用高频光电导衰退法分别测量具有高、中、低电阻率的半导体单晶硅样品的少子寿命，并对测试结果进行分析和探讨。

1.基本要求（1）掌握高频光电导衰退法测量少子寿命的测试原理和方法；（2）掌握半导体材料中少子、少子寿命和电阻率等相关概念。

2.重点、难点重点：高频光电导衰退法测试实验样品的少子寿命；难点：概念理解和测试结果分析和探讨。

3.说明：学习和掌握非平衡少子寿命的测试原理和测试方法。

（二）恒定表面光电压法测量硅中少子的扩散长度（2学时）具体内容：利用恒定表面光电压法测试硅样品中少子的扩散长度。

1.基本要求（1）了解恒定表面光电压法测试硅材料中少子扩散长度的测试原理；（2）掌握半导体中少子扩散长度的测试方法。

2.重点、难点重点：对实验样品进行少子扩散长度的测试；难点：实验仪器的使用和少子扩散长度的准确测量。

3.说明：掌握半导体中少子扩散长度的测试方法。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

哈尔滨工业大学半导体物理一、解释下列名词或概念：（20 分）1、准费米能级6、布里渊区2、小注入条件7、本征半导体3、简并半导体8、欧姆接触4、表面势9、平带电压5、表面反型层10、表面复合速度二、分别化出硅、锗和砷化镓的能带结构、并指出各自的特点（20 分）三、简述半导体中可能的光吸收过程（20 分）四、画出p-n 结能带图（零偏、正偏和反偏情况），并简述p-n 结势垒区形成的物理过程（20 分）五、在一维情况下，以p 型非均匀掺杂半导体为例，推出爱因斯坦关系式（20 分）六、解释下列名词或概念：（20 分）1、准费米能级6、施主与受主杂质2、小注入条件7、本征半导体3、简并半导体8、光电导4、表面势9、深能级杂质5、表面反型层10、表面复合速度七、画出n 型半导体MIS 结构理想C-V 特性曲线，如果绝缘层存在正电荷或者绝缘层-半导体存在界面态将分别对曲线有和影响？（20 分）八、简述半导体中可能的光吸收过程（20 分）九、画出p-n 结能带图（零偏、正偏和反偏情况），并简述p-n 结势垒区形成的物理过程（20 分）十、在一维情况下，以n 型非均匀掺杂半导体为例，推出爱因斯坦关系式（20 分）十一、解释下列名词或概念（30 分）：1．有效质量2. 复合中心3. 载流子散射 4. 简并半导体5. 少子寿命6. 空穴7. 表面复合速度8. 光生电动势9. 表面态10. 表面强反型状态二、画出本征半导体和杂质半导体电阻率随温度变化曲线(10 分),并解释其变化规律(20 分)。

三、用能带论解释金属、半导体和绝缘体的导电性（30 分）。

四、分别画出零偏、正偏和反偏情况下，p-n 结能带图（15 分），并简述p-n 结势1 垒区形成的物理过程（15 分）五、如图所示，半导体光敏电阻上表面受到均匀的频率为ν的恒定光照，光功率为Popt(w), 在电阻两端施加恒定偏压，光敏电阻内载流子的平均漂移速度为vd, 设表面反射率为R，吸收系数为α，光敏电阻厚度d>>1/α,量子产额为β，非平衡载流子寿命为τ，试求：(1) 光敏电阻中光生载流子的平均产生率g；分）（8 (2) 光生电流IP（忽略暗电流）分）设IPh 为光生载流子被电极收集一次形成（8 ，的电流，求光电导增益G = IP 的表达式（14 分）。

I Ph 2 一、解释下列名词或概念：1．重空穴、轻空穴2. 表面态 3. 载流子散射4. 本征半导体 5. 少子寿命二、简述杂质在半导体中的作用。

三、简述理想p-n 结光生伏特效应，画出开路条件下的能带图（12 分）；根据理想光电池电流电压方程，确定开路电压VOC 和短路电流ISC 表达式（8 分)，设p-n 结反向电流为IS，光生电流为IL。

四、以p 型硅MOS 结构为例，画出可能测得的高频和低频C-V 特性曲线，说明如何确定平带电压（10 分）；若SiO2 层中存在Na 离子，曲线将如何变化？如何通过实验确定其面密度（10 分）？五、如图所示，有一均匀掺杂的ｐ型半导体（非高阻材料），在稳定光照下，体内均匀地产生非平衡载流子，且满足小注入条件，产生率为gｎ，半导体内部均匀掺有浓度为Nt 的金，电子俘获系数为rn。

仅在一面上存在表面复合，表面复合速度为Sｎ，载流子的扩散系数为Dｎ，试确定非平衡载流子的分布。

+ 6. k 空间等能面7. 热载流子8. 格波9. 陷阱中心10. 光电导灵敏度五、解释下列名词或概念（30 分）： 6. 高度补偿半导体7. 状态密度8. 消光系数9. 表面复合率 3 1．布里渊区 2. 光生伏特效应 3. 本征吸收 4. 间接带隙式半导体 5. 准费密能级10. 光电导增益二、分别论述深能级和浅能级杂质对半导体的影响(30 分)。

三、在一维情况下，以p 型非均匀掺杂半导体为例，推出空穴的爱因斯坦关系式（30 分）四、画出理想p-n 结和硅p-n 结的电流电压曲线（15 分），并根据曲线的差异简述硅p-n 结电流电压曲线偏离理想p-n 结主要因素（15 分）十二、五、以p 型硅MOS 结构为例，画出可能测得的高频和低频C-V 特性曲线，说明如何确定平带电压（15 分）；若SiO2 层中存在Na+离子，曲线将如何变化？如何通过实验确定其面密度（15 分）？十三、解释下列名词或概念：（30 分）1、异质结6、杂质电离能2、间接带隙式半导体7、光电导3、载流子散射8、空穴4、光生电动势9、有效质量5、施主与受主杂质10、少子寿命十四、分别化出硅、锗和砷化镓的能带结构、并指出各自的特点（30 分）十五、试画出理想硅p+-n 栅控二极管反向电流IR 随栅压VG 的变化曲线，说明不同栅压范围内反向电流IR 的构成。

SiO2 层中存在Na , 曲线如何变化？若Si-SiO2 存在界面态，若曲线将如何变化？（30 分）十六、简述半导体中可能的光吸收过程（30 分）+ 十七、在一维情况下，p 型非均匀掺杂半导体为例，以推出爱因斯坦关系式（30 分）4 一. 解释下列名词或概念: 1. 状态密度 2. 直接复合与间接复合 3. 受主杂质与施主杂质 4. 热载流子5. 光电导敏度二．分别化出硅、锗和砷化镓的能带结构、并指出各自的特点三．简述半导体的散射机制。

四．以下p 型和mos 结构为例,说明的能测得的c-v 特性曲线,如果有Na+影响又如何?如何测定平带电压以及如何用实验的方法求出SiO2 层中Na+密度。

五．连续性方程。

《半导体物理》刘秉升课本例题）（二．简述杂质在半导体中的作用。

6. 光电导增益7. 准费米能级8. 本征吸收9. 光电子发射效率(内部,外部) 三．在一维情况下，以p 型非均匀掺杂半导体为例，推出爱因斯坦关系式。

四．简述p-n 结激光器原理。

1．解释下列名词或概念：（20 分）施主和受主杂质半导体功函数欧姆接触光电导增益少子寿命非简并半导体格波准费米能级深能级杂质表面复合速度 5 2．简述半导体中载流子的主要散射机构（20 分）3．画出n 型半导体MOS 结构可能测出的C-V 特性曲线，如果SiO2 中存在Na+离子曲线将如何变化？如何测出其面密度？说明如何测出衬底浓度？（20 分）4．简述半导体的光生伏特效应，利用理想光电池电流-电压方程确定开路电压VOC 和短路电流ISC（20 分）5．有一面积很大的半导体薄片，厚度为w，以稳定光源均匀照射两面，设光只在表面层内产生电子空穴对，在消注入条件下，ΔP(0)= P1 ; ΔP(W)= P2 。

问：（1）片内非平衡载流子分布仅与时间有关，还是仅与空间位置有关？或与两者都有关？（5 分）（2）试确定片内非平衡载流子的分布？（15 分）1．说明下列名词或概念：（20 分）（1）状态密度（2）复合中心（3）施主与受主杂质（4）简并半导体（5）异质结（6）表面态（7）半导体功函数（8）热载流子（9）直接和间接带隙式半导体（10）准费米能级2．画出零偏、正偏和反偏下，p-n 结的能带图。

（10 分）3．如图所示，有一均匀掺杂的n 型半导体，在稳定光照下，体内均匀地产生非平衡载流子，产生率为gP，寿命为τP,仅在一面上存在表面复合，表面复合速度为SP，载流子的扩散长度为LP，试确定非平衡载流子分布。

（20 分）说明不同栅压范围内反4．试画出理想硅p -n 栅控二极管反向电流IR 随栅压VG 的变化曲线，+ 向电流IR 的构成。

若SiO2 层中存在Na , 曲线如何变化？若Si-SiO2 存在界面态，曲线将如何变化？（20 分）5．如图所示，半导体光敏电阻上表面受到均匀的频率为ν的恒定光照，光功率为Popt(w), 在电阻两端施加恒定偏压，光敏电阻内载流子的平均漂移速度为vd, 设表面反射率为R，吸收系数为α，光敏电阻厚度d>>1/α,量子产额为β，非平衡载流子寿命为τ，求：(1) 光敏电阻中光生载流子的平均产生率；分）（5 (2) 光生电流IP；分）（5 （忽略暗电流）(3) 光电导增益G＝I P ；(IPh 为光生载流子被电极收集一次形成的电流)；分）（8 I ph (4) 提高器件增益的有效途径。

分）（2 + （题 3 图）（题 5 图）. 6 二、哈尔滨工业大学一九九九年研究生考试试题考试科目：半导体物理学报考专业：微电子与固体电子学（半导体材料）一、说明下列概念或名词的物理意义（２０分）１、有效质量２、载流子散时３、状态密度４、陷阱中心５、光电导６、空穴７、直接复合与间接复合８、少子寿命９、热载流子１０、受主杂质与施主杂质二、简述１、用能带论定性地说明导体，半导体和绝缘体的导电性（１０分）２、什么是良好的欧姆接触，实现欧姆接触的基本方法（１０分）３、耿氏振荡的机理（２０）三、已知在ＭＯＳ电容的ＳiO2 层中存在着Ｎa 正离子和介面固定电荷，请设计一种实验方法测定两种电荷的面密度（库仑／厘米）（２０分）四、有一面积很大的半导体薄片，厚度为w，以稳定光源均匀照射两面，设光只在表面层内产生电子空穴对，在小注入条件下，ΔP(0)= P1 ; ΔP(W)= P2 。

问：1．片内非平衡载流子分布仅与时间有关，还是仅与空间位置有关？或与两者都有关？（4 分）2．试确定片内非平衡载流子的分布？（16 分）、解释下列名词或概念：（20 分）1．施主和受主杂质2．状态密度3．热载流子4．光电导增益5．少子寿命6．简并半导体7．格波8．准费米能级9．深能级杂质10．表面复合速度7 三、简述半导体中载流子的主要散射机构（20 分）四、画出n 型半导体MOS 结构可能测出的C-V 特性曲线，如果SiO2 中存在Na+离子曲线将如何变化？如何测出其面密度？（20 分）五、简述半导体的光生伏特效应，利用理想光电池电流-电压方程确定开路电压VOC 和短路电流ISC（20 分）六、有一面积很大的半导体薄片，厚度为w，以稳定光源均匀照射两面，设光只在表面层内产生电子空穴对，在小注入条件下，ΔP(0)= P1 ; ΔP(W)= P2 。

问：1．片内非平衡载流子分布仅与时间有关，还是仅与空间位置有关？或与两者都有关？（5 分）2．试确定片内非平衡载流子的分布？（15 分）一、解释下列名词或概念：（20 1．施主和受主杂质2．状态密度3．热载流子4．光电导增益5．少子寿命6．简并半导体7．格波8．准费米能级9．深能级杂质10．表面复合速度二、三、简述半导体中载流子的主要散射机构（20 分）画出p 型半导体MOS 结构可能测出的高频C-V 特性曲线，如果SiO2 中存在Na+离子，如何测出其面密度？（20 分）四、简述半导体的光生伏特效应，利用理想光电池电流-电压方程确定开路电压VOC 和短路电流ISC（20 分）五、如图所示，有一均匀掺杂的n 型半导体，在稳定光照下，体内均匀地产生8 非平衡载流子，产生率为gP，寿命为τP,仅在一面上存在表面复合，表面复合速度为SP，载流子的扩散长度为LP，试确定非平衡载流子分布。