半导体物理答案第三章

任课老师：吴海霞作业章次：第三章完成日期：2010年4月9日姓名：高磊学号：20070682班级：01530701老师点评：6.计算硅在-78℃、27℃、300℃时本征半导体费米能级、假定它在禁带中线处合理吗？假设它在中线处合理约为的时，时，时，，其中即本征半导体不带电解：eVESieVEEEKTeVEEEKTeVEEEKTmmmmmmTkEENNTkEEEhTkmNhTkmNeNeNpngvcFvcFvcFpnnpvccvvcFpvncTkEEvTkEEcvFFc1)(102.22573)(1016.12300)(105.7219559.0,08.1ln432ln2222,222230*0***0032/30*32/30*0010.以施主杂质电离90%作为强电离的标准，求掺砷的n型锗在300K时以杂质电离为主的饱和区掺杂的浓度范围026.0exp21005.1%10exp2%10%10exp2104.2104.21010190031413TkENNTkENNDcmnNDcDDcDiD解：强电离时11.若锗中施主杂质电离能DE=0.01eV，施主杂质浓度分别为DN=31410cm及31710cm。计算1、99%电离；2、90%电离；3、50%电离时温度各为多少？）（）（电离时）（）（电离时）（）（电离时）（）（电离时，不在强电离区当）（）（电离时，）（）（电离时，代入已知常量得电离时，处于强电离区、解：当317314317314317314317314000003173143173142/3150010551016%50103201010%90105331037%99109.3ln23116103ln23116ln2exp22ln2exp21%50109.6ln2311610ln23116%10%90102.9ln23116103.2ln23116%1%9910ln116,2lnexp2%90%99cmNKTcmNKTcmNKTcmNKTcmNKTcmNKTcmNTTcmNTTNNTkENTkEENNnnTkEENTkEENncmNTTcmNTTDcmNTTcmNTTDNTDTNNDTkETkENNDDDDDDDDDDcDDFccDDDFDFDDDDDDDDDcDDcD14.计算含有施主杂质浓度DN=315/109cm及受主杂质浓度AN=316/101.1cm的硅在300K时的电子和空穴浓度及费米能级位置eVNNTkEEcmpnnkTENNDcmNNNvAvFiDcADAA224.0ln/1013.1%1exp2/102'0352'315'故杂质完全电离净杂质浓度为20.制造晶体管一般在高杂质浓度的n型衬底上外延一层n型外延层，再在外延层中扩散硼磷而成。设n型硅单晶衬底是掺锑的，锑的电离能为0.039eV，300K时FE位于导带底下面0.026eV处，计算锑的浓度和导带中电子浓度。31902/10031802/1/1037.1)exp()exp(212/105.92cmTkEEFTkETkEENNcmTkEEFNnFcDcFcDFcc锑的浓度为导带中电子浓度