常识补充（面试平常需要训练以下）

面试时被老师被问到不熟悉，或者压根没有任何头绪的问题，正确的姿势是：停顿思考几秒，好好组织一下语言，然后再说“这个问题我不太了解”，在表示对问题不太懂之后，可以说“虽然不了解，但就我目前所掌握的知识来说，这个问题应该...”，依靠自己的专业敏感度对问题做出一定的尝试性回答，如果导师偏离你的擅长，你完全可以给老师一些暗示，把话题引到自己擅长的问题（领域）上来。

本科课程：微电子封装、微电子器件可靠性、电子封装材料、半导体物理学、半导体器件物理、集成电路工艺原理、材料科学基础。

原子实：原子中，原子核及除价电子以外的内层电子组成原子实。

Nmos：N-Metal-Oxide-Semiconductor。意思为N型金属-氧化物-半导体，而拥有这种结构的晶体管我们称之为NMOS晶体管（transistor）。MOS晶体管有P型MOS管和N型MOS管之分。由MOS管构成的集成电路称为MOS集成电路(integrated circuit)，由NMOS组成的电路就是NMOS集成电路，由PMOS管组成的电路就是PMOS集成电路，由NMOS和PMOS两种管子组成的互补MOS电路，即CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)电路。

物理电子学：是极化材料（Polar material）与器件的主要学科专业，研究信息功能材料和器件中的电子电荷及自旋的物理规律。

极化(polarization)，指事物在一定条件下发生两极分化，使其性质相对于原来状态有所偏离的现象。以介电材料（属于电介质）为例，真空平板电容间放一块电介质，加上外电场，那么在正极板附近的介质表面上就会感应出负电荷，负极板附近感应出正电荷，这种感应出的表面电荷就称为束缚电荷，电介质在外场作用下产生束缚电荷的现象就称为电介质的极化。电极化强度：就是分子表面电荷密度

主要研究方向

01 铁电/铁磁/半导体电子学

铁电体：具有特异介电性的晶体在外加电场作用下，其极化强度随外加电场的变化呈现非线性变化，电滞回线变化，这种电滞回线与铁磁体的磁滞回线相似，所以把具有这种性质的晶体称为铁电体。

02 半导体量子结构中的自旋量子调控

量子：在微观世界，电子能量是一份一份的，必不是连续的，为形象所以叫量子，量子不是粒子，它代表最小单位的能量。

量子态：电子处于什么状态需要用电子的自由度来表征。一维自由电子只有一个自由度，所以只要一个参量来表示就可以了，一般用电子的动量来表征。束缚在原子中的电子则需要4个物理量来表征，分别是n（壳层），l（轨道），lz（磁量子数m），s（自旋）。

原子中电子除了以极高速度在核外空间运动之外，也还有自旋运动。电子有两种不同方向的自旋。

磁量子数：磁量子数m是描述原子轨道或电子云在空间的伸展方向，同一亚层(l值相同)的几条轨道对原子核的取向不同。

03 高性能铁电薄膜单晶材料的制备以及铁电极化和光热电转换规律及其调控机制

04 凝聚态光电子学与新能源科学技术

凝聚态，指的是由大量粒子组成，并且粒子间有很强相互作用的系统。

室温下，本征硅载流子浓度为1.0*1010cm-3，杂质浓度比它至少大一个数量级时，才保持以电离杂质为主。杂质浓度大于1018cm-3为重掺杂，此时发生简并，必有ND大于等于NC。

室温下，纯硅电子迁移率为1450cm2/V s，空穴迁移率为500cm2/V s；纯锗电子迁移率为3800cm2/V s，空穴迁移率为1800cm2/V s；纯砷化镓电子迁移率为8000cm2/V s，空穴迁移率为400cm2/V s；

第一章

1、金刚石型结构（共价键）：硅、锗

金刚石型结构的结晶学晶胞可以看作是两个面心立方晶胞沿立方体的空间对角线互相位移了四分之一的空间对角线长度套构而成。沿晶胞的[111]方向看，就是正四面体结构：每个原子和周围四个原子组成以sp3杂化轨道形成且夹角皆为109。28’的共价键。

闪锌矿型结构（混合键）：Ⅲ（镓铟）-Ⅴ（磷砷）族化合物如砷化镓、磷化镓、磷化铟等

闪锌矿型结构的结晶学晶胞可以看作是两类原子各自组成的面心立方晶胞沿立方体的空间对角线互相位移了四分之一的空间对角线长度套构而成。沿晶胞的[111]方向看，就是正四面体结构：每个原子被四个异族原子包围，每个原子和周围四个原子组成以sp3杂化轨道形成的共价键，但这种结合的性质具有不同程度的离子性，又称这类半导体为极性半导体。在共价结合占优时，这种化合物倾向于构成闪锌矿型结构。在离子性结合占优时，这种化合物倾向于构成纤锌矿型结构。

Ⅲ（镓铟）-Ⅴ（磷砷）族化合物半导体能带结构的异同：

A.价带极大值稍许偏离布里渊区的中心，价带在布里渊区中心是简并的，具有一个重空穴带，一个轻空穴带和由自旋-轨道耦合而分裂出来的第三个能带，且重空穴有效质量相差不大

B.各种化合物导带结构不同，他们在[100]、[111]方向和布里渊区中心都有导带极小值，但最低的极小值在布里渊区中所处的位置不完全相同：在平均原子序数较低的化合物中，最低的极小值在[100]或[111]方向；在平均原子序数高的化合物中，最低的极小值在布里渊区的中心，且导带电子有效质量较小，禁带宽度窄。

纤锌矿型结构（混合键）的II-VI族化合物如硫化锌、硫化镉、硒化锌，硒化镉等

由一系列II和VI族原子层构成的双原子层沿[001]方向堆积起来，II-VI原子具有离子性，故倾向于构成纤锌矿型结构。

2、内外壳层电子共有化运动的差异：内壳层的电子原来处于低能级，共有化运动很弱，其能级分裂小，能带窄，外壳层电子原来处于高能级，特别是价电子，共有化运动很显著，如同自由运动的电子，常称为“准自由电子”，其能级分裂很厉害，能带很宽。

3、晶体中的电子运动：单电子近似认为，晶体中的某一个电子是在周期性排列且固定不动的原子核势场，以及其他大量电子的平均势场中运动，且这个势场也是周期性变化的，且它的周期与晶格的周期相同。

孤立原子中的电子：在该原子的核和其他电子的势场中运动。

自由运动的电子：在一恒定为零的势场中运动。晶格中的电子与自由电子的运动相似。

4、为什么可以认为空穴带有正电荷？

半导体是由大量带正电的原子核和带负电的电子组成，这些正负电荷数量相等，整个半导体是电中性的，而且价键完整的原子附近也呈电中性。但是空状态所在处，由于失去了一个价键上的电子，因而破坏了局部的电中性，出现了一个未被抵消的正电荷，这个正电荷为空状态所具有，所以说空穴带正电。

5、宽禁带半导体的特征：

禁带宽度大于等于2.3ev的半导体称为宽禁带半导体，如SIC、GaN等这类材料具有禁带宽度大、热导率高、电子漂移饱和速度高、介电常数低等特性，可制作为高频、高功率、高温、抗辐射、和高密度集成的电子器件。

第二章

1、实际半导体材料晶格存在偏离理想情况的复杂现象：

原子在具有严格周期性晶格格点的平衡位置附近振动；半导体材料中含有若干杂质；半导体晶格结构存在着各种形式的缺陷，如点缺陷：空位、间隙原子。线缺陷：位错。面缺陷：晶界；杂质和缺陷的存在，使得严格按周期性排列的原子所产生的周期性势场受到破坏，在禁带中引入相应的能级。

2、以硅中掺磷、硼为例，讨论V、Ⅲ族杂质的作用。

V、Ⅲ族杂质在硅、锗重视替位式杂质，一个磷原子占据了硅原子的位置，磷原子有五个价电子，其中四个价电子与周围的四个硅原子形成共价键，形成一个正电中心磷离子和一个多余价电子。当这个束缚在正电中心磷离子附近的多余价电子吸收了杂质电离能后，就成为了可以在晶格中自由运动的导电电子，在外加电压作用下，产生电流。

一个硼原子占据了硅原子的位置，硼原子有三个价电子，当它和周围的四个硅原子形成共价键时，它必须从别处的硅原子中夺取一个价电子，于是在硅晶体的共价键中产生了一个空穴和一个负电中心硼离子。当这个束缚在负电中心硼离子附近的空穴吸收了杂质电离能后，就成为了可以在晶格共价键中自由运动的导电空穴，在外压作用下，共价键上的电子在价键间运动产生电流。

3、点缺陷（空位和间隙原子）的表现

当半导体硅、锗存在空位时，由于空位最邻近有四个原子，每个原子各有一个不成对的电子，成为倾向于接受电子的不饱和共价键，因此空位表现为受主作用。而每个间隙原子有四个可以失去的未成共价键的电子，表现出施主的作用。

除了热振动因素形成空位和间隙原子外，成分偏离正常的化学比也会形成点缺陷，从而影响甚至改变材料的导电类型（光、电注入和掺杂也会影响哦！！）。如在硫分压大的气氛中处理硫（+6）化铅（+4），（硫多了，需要从别处取电子给硫配成共价键，）则可伴随产生铅空位而获得p型硫化铅。在铅分压大的气氛中处理硫（+6）化铅（+4），则可伴随产生硫空位而获得n型硫化铅。

4、线缺陷（位错）的表现

以锗为例来说明，在位错所在处，锗原子E只与周围三个原子形成共价键，还有一个不成对的电子成为不饱和的共价键，这是锗原子E是电中性。当这一不饱和键俘获一个电子后，原子E多一个电子成为负电中心，起了受主作用。当这不饱和键失去电子后，原子E少了个电子成为正电中心，起了施主作用。所以锗中位错相当于一串受主或施主。

第三章

1、为什么说在杂质半导体中，费米能级的位置不但反映了半导体的导电类型，而且还反映了半导体的掺杂水平？

以n型半导体为例来说明这个问题，在低温弱电离区时，导带中的电子是从施主杂质电离产生的；随着温度的升高，导带中电子浓度也增加，而费米能级则从施主能级以上往下降到施主能级以下；当Ef下降到ED以下若干K0T时，施主杂质全部电离，导带中电子等于施主浓度，处于饱和区；再升高温度，杂质电离已经不能增加电子数，但本征激发产生的电子迅速增加着，半导体进入过渡区，这时导带中的电子由数量级相近的本征激发部分和杂质电离部分组成，而费米能级则继续下降；当温度再升高时，本征激发成为载流子的主要来源，载流子浓度急剧上升，而费米能级下降到禁带中线处，半导体进入本征激发区。所以说在杂质半导体中费米能级的位置反映了半导体的导电类型。

对于n型半导体费米能级位于禁带中线以上，ND越大，费米能级位置就越高。所以说在杂质半导体中费米能级的位置反映了半导体的掺杂水平。

2、不同掺杂情况下的半导体的费米能级

强P型中，NA大，导带中电子最少，价带中电子也最少，电子填充能带的水平最低，Ef也最低；弱P型中，导带及价带电子稍多，能带被电子填充的水平也稍高，Ef也升高了；本征半导体，无掺杂，导带和价带中载流子数一样多；弱N型中，导带及价带中电子更多了，能带被电子填充的水平也更高了，Ef升到禁带中线以上，强N型中，导带及价带中电子最多，能带被电子填充的水平最高，Ef也最高。

第四章

1、载流子在外电场力作用下作加速运动，漂移速度应该不断增大，电流密度将无限增大，但是实际上是在恒定磁场作用下，电流密度恒定，为什么呢？

答：载流子在电场力作用下的加速运动，使得载流子获得漂移速度，但载流子不断遭到散射，使载流子的运动方向不断改变且漂移速度不能无限积累起来，也就是说经过散射后，他们失去了获得的附加速度，所以漂移速度不会不断增大，而是会达到恒定的平均漂移速度。

2、关于硅的少子迁移率和多子迁移率的问题

A.室温下，掺杂浓度较低时（1015cm-3），n型硅多子和p型硅少子迁移率趋近于相同值（1330cm2/v.s）,p型硅多子和n型硅少子迁移率趋近于相同值（495cm2/v.s）；当杂质浓度增大时，四子的迁移率都会单调下降；

B.浓度一定时，n型硅少子迁移率大于多子迁移率，p型硅少子迁移率大于多子迁移率。原因：以重掺杂n型硅说明问题：第一、施主能级扩展为杂质能带，导致禁带宽度变窄，导带电子不仅受到电离杂质的散射，还会被施主能级俘获，从而一部分电子在杂质带上运动，另一部分电子经过一定时间被释放到导带参与导电，这些电子在导带中作漂移运动时，不断被施主能级俘获、释放、再俘获、再释放，使得电子的漂移速度减慢，降低了电子的漂移速度。但是，价带中的少子空穴还是在价带中作漂移运动，掺杂对少子迁移率的影响不大。同理，p型重掺杂硅中，禁带变窄效应发生在价带顶，少子电子仍处于正常的底部，故少子电子迁移率大。所以杂质浓度增大后，少子迁移率大于多子迁移率。

第五章

1、光注入引起半导体载流子的稳定扩散

对一块均匀掺杂的n型半导体，电离施主带正电，电子带负电，由于电中性要求，各处电荷密度为零，载流子分布均匀。当用恒定的光均匀照射半导体的一面，并假定在半导体表面薄层内，光大部分被吸收，那么在表面薄层内将不断产生非平衡载流子，而内部非平衡载流子却很少，引起非平衡载流子从表面向内部扩散。由于表面不断注入，所以半导体表面薄层非平衡载流子浓度保持恒定值，半导体内部各点的空穴浓度也不随时间改变，形成稳定的分布，这种情况称为稳定扩散。

第六章

1、为什么pn结空间电荷区也叫势垒区、耗尽区呢？

在pn结的空间电荷区中能带发生弯曲，电子从电势能低的n区向电势能高的p区运动时，必须克服这一势能高坡才能达到p区，同理，空穴也必须克服这一势能高坡才能达到年n区，这一势能高坡通常称为pn结的势垒，故空间电荷区也称为势垒区。在室温附近，对于绝大部分势垒区，其中杂质虽然都已电离，但载流子浓度比起n区和p区的多子浓度小的多，好像已经耗尽了，所以通常也称势垒区为耗尽区。

补充半导体物理学