国科大-半导体器件物理

1、第一章 半导体物理基础1.主要半导体材料的晶体结构。简单立方(P/Mn)、体心立方(Na/W)、面心立方(Al/Au)金刚石结构：属立方晶系， 由两个面心立方子晶格相互 嵌套而成。Si Ge闪锌矿结构（立方密堆积）， 两种元素，GaAs, GaP等 主要是共价键纤锌矿结构（六方密堆积），CdS, ZnS闪锌矿和纤锌矿结构的异同点 共同点：每个原子均处于另一种原子构成的四面体中心，配种原子构成的四面体中心，配位数4不同点：闪锌矿的次近邻，上下彼此错开60，而纤锌矿上下相对2.金属、半导体和绝缘体能带特点。1）绝缘体价电子与近邻原子形成强键，很难打破，没有电子参与导电。 能带图上表现为大的禁带宽度

2、，价带内能级被填满，导带空着，热能或外场不能把价带顶电子激发到导带。2）半导体近邻原子形成的键结合强度适中，热振动使一些键破裂，产生电子和空穴。能带图上表现为禁带宽度较小，价带内的能级被填满，一部分电子能够从价带跃迁到导带，在价带留下空穴。外加电场，导带电子和价带空穴都将获得动能，参与导电。3）导体导带或者被部分填充，或者与价带重叠。很容易产生电流3.Ge, Si，GaAs能带结构示意图及主要特点。1）直接、间接禁带半导体，导带底，价带顶所对应的k是否在一条竖直线上2）导带底电子有效质量为正，带顶有效质量为负3）有效质量与能带的曲率成反比，导带的曲率大于价带，因此电子的有效质量大；轻空穴带的曲

3、率大，对应的有效质量小4.本征半导体的载流子浓度，本征费米能级。n=NCexp(-EC-EFkT) n=niexp(EF-EikT)p=Nvexp(-EF-EVkT) p=niexp(Ei-EFkT)5.非本征半导体载流子浓度和费米能级。<100K 载流子主要由杂质电离提供 杂质部分电离区(凝固区) 。100500K，杂质渐渐全部电离，在很大温度范围内本征激发的载流子数目小于杂质浓度，载流子主要由掺杂浓度决定。à饱和电离区。>500K，本征激发的载流子浓度大于掺杂浓度，载流子主要由本征激发决定。à本征区。6.Hall效应，Hall迁移率。当电流垂直于外磁场通过导

4、体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应，这个电势差也被称为霍尔电势差。Ey=RHJxBz 霍尔系数RH=r(-1/qn) n型 or RH=r(+1/qn) p型 霍耳迁移率 7.半导体中的复合过程。复合速率：带间复合：辐射、俄歇过程间接复合（单能级复合）：电子俘获发射、空穴俘获发射SRH复合理论，当Et=Ei时，复合率最大，因此最有效的复合中心是带隙中央附近的能级间接复合（多能级陷阱）表面复合:表面的各种缺陷作为复合中心8。半导体器件工作基本方程及用途。 9*。载流子主要的散射机制A, 晶格振动或声子散射：B, 电离杂质

5、散射：通常以这两种散射为主C, 中性杂质散射：在杂质浓度不是很高时，可以忽略D, 电子或空穴散射：在载流子浓度很高时要考虑E, 晶格缺陷散射：对于多晶等缺陷较多的材料要考虑F, 表面散射：载流子在表面区域 (如反型层) 运动时，受到表面因素(如粗糙度）引起的散射，主要是对薄膜材料要考虑.第二章 半导体接触的物理机制pn结1。突变结的电荷、电场、电势分布，耗尽区宽度和电容。电荷电场E(x)= or ,电势耗尽区宽度 电容 2。Pn结的理想电流电压特性肖克莱方程的推导。I = Xn处的电子漂移电流 + Xn处的空穴扩散电流= Xp处的电子(少子)扩散电流 + Xn处的空穴(少子)扩散电流 归纳为求

6、少子扩散电流a.准费米能级分裂，电子和空穴的电流密度正比于各自的费米能级梯度b.耗尽区边界处的少子浓度（边界条件），正偏时，边界处的少子浓度比平衡时大，反偏时小c.连续性方程的得到少子分布 稳态、电中性、小注入、无电场d.耗尽区边界的少子扩散电流e.总电流（肖克莱方程）3。耗尽区产生复合、大注入、串联电阻效应等造成偏离理想情况的定性分析。1）产生复合 Jgen/rec=q|U|Wa.反偏 载流子发射 产生电流（随偏压缓慢增加 不饱和） 室温下：若ni很大(例如Ge)，扩散电流为主，反向电流符合理想情况若ni很小(例如Si)，产生电流占优势高温下：（中性区）扩散电流为主 b.正偏 复合过程是耗尽

7、区内的主要产生复合过程 假定在大部分耗尽区内，有最大的复合率，用Umax给出复合电流复合电流占优势: n=2，扩散占优势: n=1, 两种相当:1<n<2 .2）大注入空穴电流密度大注入作用好像是使扩散系数加倍大注入时，结上的压降与外电压和n区少子浓度有关 由于在结区以外的压降，大注入使电流-电压关系改变，由原来的exp(qV/kT)，变成exp(qV/2kT)3）串联电阻串联电阻使得中性区上有压降IR， 降低了耗尽区的偏压. I 理想电流降低一个因子，使电流随电压的上升而变慢。当电流足够大时，外加电压的增加主要降在串联电阻上，电流-电压近似线性关系。4。了解扩散电容的形成。 *扩

8、散电容与耗尽层电容（势垒电容）的比较 势垒电容是p-n结空间电荷区（耗尽层，势垒区）的电容。Ø 其大小与结面积、半导体介电常数和外加电压有关，有：Øp-n结正偏时，大量载流子通过势垒区，耗尽近似实际上不成立，计算公式也不再适用，一般近似认为正偏时的势垒电容等于0偏时的4倍。Ø 势垒电容在正偏和反偏时均不能忽略，在反偏时以势垒电容为主。Ø 是相应于多数载流子变化的电容效应，因此，在低频和高频下都将起作用，器件的最高工作频率往往决定于势垒电容。 扩散电容结正偏时，非平衡少子在结两边中性区内的存储所造成的微分电容效应。Ø 随着直流偏压按指数增大，在正

9、向偏压下比较大，所以pn结在较大正偏时表现出的电容，主要是扩散电容。Ø 反向偏置时，少子数目很少，可忽略扩散电容。Ø 相应于少子电荷变化，与少子寿命有关，在高频下不起作用，在低频时很重要。影响结的开关速度。5。各种击穿过程的基本原理与规律特点。1）热不稳定性高的反向电压下反向电流引起热损耗，若热量不能及时传递出去，结温增加，结温增加反过来增加了反向电流和热损耗的增加。恶性循环，直到结烧坏。禁带宽度小，易发生热击穿Eg小易击穿改善散热，温度较低2）隧道击穿（齐纳击穿）随着反向偏压的增加，势垒区电场不断加强，能带弯曲增加。势垒区内强大的电场使其中的电子获得相当大的附加静电势能，

10、当反向偏压足够高时，附加的静电势能可以使一部分价带电子的能量达到甚至超过导带底电子的能量DeltaX减小，隧穿几率增加；两侧都是高掺杂, 可得到高的电场，隧道效应迅速增加隧道电流随外加电压的增加而增加：外加反向偏压越大，电场越强，能带弯曲越陡，水平距离越小，隧穿几率越大。常用半导体材料的禁带宽度随温度增加而减小。隧道电流随Eg增大而减小：Eg增加，水平距离增加。So，由隧道效应决定的击穿电压具有负温度系数：击穿电压随着温度的增加而减小.3）雪崩击穿反向偏压的增加，结内电场增加，通过势垒区的电子和空穴在强电场作用下, 获得的能量逐渐增加，当能量足够大时，通过与晶格原子的碰撞使价带电子激发到导带，

11、形成新的电子空穴对-碰撞电离。新生的电子和空穴在电场作用下和原有电子-空穴一起获得 能量，与晶格碰撞产生第二代电子和空穴。如此循环，电子和空穴不断倍增，数目急剧增加，反向电流急剧增加，最终引起Pn 结击穿。雪崩击穿电压:倍增因子M趋近无限大时的电压. 击穿条件: M->无穷大à¥击穿电压影响因素：a.掺杂浓度增加，击穿电压下降，N增加到一定程度后变成齐纳击穿； 不同材料击穿时的击穿电场随掺杂浓度变化不大 NB高而a小时，类似线性缓变结，有确定的VB a很大而NB很小时，类似突变结，VB由NB决定b.半导体外延层：穿通二級管有较低的击穿电压， 对于确定的掺杂浓度，外延层

12、越薄，越容易贯通。对于确定的外延层厚度，掺杂浓度足够低时，通常发生贯通。对于确定的外延层厚度，当掺杂浓度减少到对应外延层穿透时，击穿电压基本不随掺杂浓度变化，趋于恒定值。c.温度随着温度的增加，击穿电压增加。高温时，恒定电场下，行进单位距离的载流子有更多的能量通过散射过程损失给晶格(光学 声子），使能量和电离率降低。d.结曲率效应（边缘效应）随曲率半径减小，击穿电压降低。对浅扩散结该现象特别显著。改善措施：1。深扩散结，增大曲率半径 2。 分压环，增加环结来分压。*隧道击穿与雪崩击穿的区别:1）掺杂浓度对二者的影响不同隧道击穿取决于穿透几率，与禁带的水平间距有关，掺杂浓度越高，空间电荷区的宽度

13、越窄，水平间距越小，易击穿。因此隧道击穿通常只发生在两侧重掺杂的PN结中。雪崩击穿是碰撞电离，载流子能量的增加有一个过程，因此除了与电场强度有关之外，空间电荷区越宽，碰撞次数越多，所以要求空间电荷区有一定的范围，NB不能太高。因此，在掺杂浓度不太高时的击穿通常是雪崩击穿。2）外界作用对二者击穿机理的影响不同：雪崩击穿是碰撞电离的结果，所以光照和快速的离子轰击能够引起倍增效应；但这些外界作用对隧道击穿不会有明显的影响。3）温度对二者击穿机理的影响不同：隧道击穿的击穿电压具有负温度系数特性，主要是由于禁带宽度的温度特性。而对于雪崩击穿，由于碰撞电离率随温度增加而降低，所以击穿电压是正温度系数特性。

14、4）击穿特性曲线不同:6。瞬态特性，形成原因，如何提高开关速度。瞬变时间(反向恢复时间)：电流达到起始电流IR的10%所经过的时间t1+t2反向恢复过程形成的原因：由电荷储存效应引起0<t<t1 :由于加反向偏压，电流反向，由于电荷存储，空间电荷区边界空穴浓度>平衡值。结电阻相对于外电阻可忽略,V,主要加在外电阻上,结电流： IR=VR/R=如何提高开关速度?关键因素是减少反向恢复时间à由电荷储存效应决定。1。减小正向导通时的电荷储存量。减小正向电流，降低少数载流子寿命降低VF, 硅中的复合中心杂质(金，铜，镍)，可有效降低非平衡载流子寿命。高速开关二极管，要掺金，

15、掺金的反向恢复时间为原来的几十分之一2。加快储存电荷消失速度。 储存电荷消失：扩散抽取+复合增大初始反向电流，即增加反向电压V，减小电阻R。减小载流子寿命，加快复合速率。第三章 双极晶体管1。BJT的能带结构，基本放大原理。基区足够窄，发射区注入的电子穿过基区，扩散到集电区基区结的耗尽层边缘，之后漂入集电区。如果注入电子的大多数没有与基区内的空穴复合而能够达到集电区，则集电区的电子电流将基本等于发射极的电子电流。因此，从近处的发射结注入的载流子可以使得反向偏置的集电结有一个很大的电流晶体管放大作用。2。静态特征：各电流的成分和关系。3。共基极，共发射极电流增益，发射效率，基区输运因子，及关系。

16、4。Gummel数，集电极电流，发射极掺杂浓度，大注入效应等对电流增益的影响。Gummel数: 对于一定的NE，共发射极电流增益反比于Gummel数集电极电流: 集电极电流很小, 发射效率很低，电流增益低,电流增益随集电极电流的增加而增加基极电流达到理想区时，hFE增加到一个较高平区集电极电流更高，大注入条件，注入的载流子有效地增加了基区电导(掺杂),增加了基区向发射区的注入电流,使发射效率降低发射极掺杂浓度：随着NE增加，能隙变窄，发射区少子增加，hFE减小； 重掺杂的发射区中，俄歇复合迅速增强，发射区少子寿命缩短，减少了发射区扩散长度，发射效率降低，电流增益降低。大注入效应（Kirik效应

17、）：大注入条件下高场区易位，大注入使有效基区宽度增加，增加了有效基区Gummel 数 ，使hFE降低5。晶体管的四种工作模式，各模式下的少数载流子分布。基区少子分布与偏压的关系。+6。共基极组态和共发射极组态输出特性的差别。共基极组态：1、在放大区，1, IC=IE , IC与VCB无关2、即使VCB0，过剩载流子仍被集电区手机，集电极电流保持恒定。3、是集电极电流=0，要对VBC加正压，处在饱和模式下4、发射极开路，得到集电极饱和电流 ICO，远小于正常pn结的反向电流5、VCB超过VBCBO会发生雪崩击穿或击穿效应共发射极：1、电流IC随V CE的增加而增加,不饱和VCE增加，Early效

18、应（基区宽度调制效应），中性区宽度W下降，0升高2、当VCE很小时，集电极电流迅速降为03、基极开路时，集电极饱和电流ICEO远大于ICBO，ICEO=0*ICBO 7。如何增加特征频率，如何提高开关速度。特征频率：窄基区，窄集电区，大电流电平。采用扩散工艺，获得基区内建电场可降低B.所有的硅高频晶体管都是n-p-n形式。减小发射结面积，减少发射结电容。开关速度：1。掺金，禁带中心引入有效的产生-复合中心, 既不影响电流增益，又可有效地减小集电区少子寿命。2。保证集电结耐压情况下，尽量降低外延层厚度，降低外延层电阻。3。减少结面积，减少基区宽度。4。适当增加IB5。尽量工作在临界饱和状态8。什

19、么是二次击穿。什么是发射极电流集边效应，如何解决。二次击穿：（功率晶体管或高频大功率晶体管突然烧毁或失效的重要原因）1）当集电极反向偏压增加到某一 值时，集电极电流突然增加，出现击穿2) 当集电极反向偏压进一步增加，电流增加到某一临界值时，晶体管上的压降（VCE）突然降低，而电流继续增加发射极电流集边效应：（大电流工作下）在发射结正偏时，通过发射结的电流大部分都流向了集电极（是少数载流子的扩散电流），只有很小一部分流向基极。因为BJT存在一定的基极电阻，包括发射区正下方基区的横向电阻（是一种扩展电阻）和发射区正下方以外基区的电阻；而基极电流是在基区中横向流动的，则在扩展的基极电阻上将产生电压降

20、，这就使得发射区正下方基区中各点的电位不一样，即在发射结边缘处的电位较高、在发射结中心处的电位较低（甚至为0）；于是，就造成发射结面上各点的电压不同（发射结周围边缘处的电压高，中心处的电压低），从而使得发射结面上各点的注入电流密度也就不同发射结周围边缘处的电流密度大，中心处的电流密度0，即发射极电流基本上都集中到了发射结的周围一圈，这就是发射极电流集边效应。该效应实际上是由基极电阻所引起的，因此也称为基极电阻自偏压效应。解决方法：限制电流容量，使得不出现电流集边效应；提高基区掺杂浓度，以减小基极电阻；提高发射极周长/面积比。第四章-MIS结构1. 理想MIS结构的定义,不同偏压下的能带图像,

21、用表面势取值范围区分不同的情况。定义：1）在零偏置下，金属功函数和半导体功函数之间的差为零。2）在任何偏置条件下，MIS结构中的电荷只有半导体中的电荷和邻近绝缘体的金属表面上的数目相等而符号相反的电荷。3）在直流偏置条件下，不存在通过绝缘体的载流子输运，即绝缘体的电阻率为无穷大。s<0空穴积累 s=0 平带条件 B>s>0 空穴耗尽 B=s 表面本征2B>s>0 弱反型 S>2B 强反型2. 半导体空间电荷密度随表面势yS变化的典型关系。3. 理想MIS系统的C-V特性曲线,不同偏压和不同频率的C-V关系。平带电容, 表面耗尽区的最大宽度, 阈值电压。1）左

22、侧V<0，空穴积累，很小的ys的变化，引起大的Qs变化，有大的半导体微分电容。所以，总电容 绝缘体电容2）V<0，|V| 降低，半导体表面附近空间电荷区中空穴数减少，足够低时，电荷量随表面电势变化减慢，CD减小，总电容减小。3) V=0, 平带状态(s=0), 半导体电容为平带电容：4）V>0，耗尽开始，随着外加偏压的增加，耗尽区宽度增加，半导体电容减小。总电容减小。半导体表面耗尽时，+ 5）S=B 弱反型开始 S>2B 强反型开始4. 实际MOS二极管中, 影响理想C-V曲线的主要因素。考虑到不同因素的平带电压和阈值电压表达式。有效净电荷。1）金属-半导体功函数差对A

23、l电极- P型半导体系统：m> s电子从金属流向半导体, 半导体能带向下弯曲 出现表面空穴耗尽层或N型反型层若想达到理想平带状态，则要加上一个相当于功函数差的电压 VFB= ms =fVFB可正可负，理想的C-V特性曲线将沿电压轴向右(>0)或向左(<0)移动VFB2）界面陷阱电荷 与 氧化层内部电荷I) 界面陷阱态密度Dit(电荷Qit )主要的形成原因是晶体表面周期性结构受到破坏, 用低温（4500C）的氢退火加以钝化考虑P型半导体，受主型界面态。设，平带时没有接收电子，中性。外加偏压，反型，界面态降到费米能级下，接收电子，带负电。带负电的界面态，使C-V曲线向右移动，表

24、现为曲线沿电压方向的延伸。（并非平移）Ii）氧化层内部电荷a) 固定氧化物电荷Qf 数值与氧化和退火条件以及硅晶向有关Qf=0，全部补偿电荷来自电离施主。耗尽层宽度比较大。电容小。Qf >0，补偿电荷一部分为Qf，剩下的为电离施主。 耗尽层宽度比较小。电容大。对耗尽区和弱反型区，Qf >0，C-V向更负偏压移动。Qf <0，C-V向正向移动。(n型和p型规律相同)偏压移动量b)可移动离子电荷Qm Qm有效净电荷面密度 m-可移动离子的体电荷密度 d-氧化层厚度c) 氧化物陷阱电荷Qot 与SiO2中的缺陷有关X射线辐射或热电子注入之类的方法形成对（p型Si，正偏），与理想情况

25、相比，同一表面势下，外电压小，C-V曲线向负方向移动：公式同上(正电荷等效于对半导体有一个附加的正栅偏压，因此需要更负的栅偏压来得到与原始半导体相同的能带结果，新的平带条件下，氧化层电场不再为0) 3）外界因素的影响温度，光照，电离辐照，雪崩注入I）温度：低温下，产生过程慢：反型层建立慢，要有大偏压，长时间平衡，才可建立。跟不上信号变化，C-V特性截止频率低，<100Hz。影响反型层截止频率高温，产生过程快，截止频率高。Ii）光照：强光时，反型区电容接近低频值。1)促进少子的产生，少子产生时间降低。2)光子产生电子-空穴对，使恒定外电压下的表面势减少，空间电荷层宽度降低，电容增加。Iii

26、）电离辐射（射线，g射线）使SiO2中Si-O健断裂，产生电子-空穴对。若外加正电场，电子à栅电极，空穴àSi-SiO2界面。电子迁移快，大部分流到外电路。空穴漂移慢，到界面附近被陷阱俘获，成为辐射感生正氧化物电荷，引起平带电压移动，也引起 界面陷阱密度增加。IV）雪崩击穿栅电压足够高，耗尽层内的载流子能量高到足以引起碰撞电离，在Si表面建立高能电子空穴对等离子体有些电子(或空穴）有足够的能量可以越过界面的势垒进入SiO24）绝缘层中的载流子输运温度电场足够高 4种导电模型第四章-场效应晶体管1。场效应晶体管与双极晶体管的主要区别。1）FET 为电压控制器件; BJT 为电

27、流控制器件2）FET输入阻抗高，实际上不需要输入电流，在模拟开关电路，高输入阻抗放大器和微波放大器中具有广泛的应用。3）FET为单极器件，没有少子存储效应，适于高频和高速工作4）在大电流时，FET具有负的温度系数，随着温度的增加FET的电流减小，使整个器件温度分布更加均匀5）制备工艺相对比较简单，适合大规模集成电路。2。MOSFET, JFET, MESFET 的基本结构、基本原理、分类、输出特性。以源接触作为电压参考点。若栅极未加电压，从源到漏的电流是反向漏电流，沟道关断。若栅极加足够大的正电压，MOS结构反型，表面反型层（沟道层），将源和漏连接，可通过大电流。改变栅压，可调制沟道电导。衬底

28、是参考电压还是反偏，可影响沟道电导。MISFET既可以是表面沟道，也可以是埋沟，主要是表面沟道耗尽型通常是采用埋沟，理论上，选择合适的功函数，调节阈值电压，也可实现。薄层电荷近似：在x方向，强反型时的反型层厚度为零。在x方向无压降。当漏电压VDD =0时，VGG =Vii +s沟道漏极压降：漏极加电压时，有电流通过反型层，则有电压降，从源到漏，电压从0到VD，逐渐增加。反型层中的电荷速度饱和在高场下，迁移率不再是常数，随着VD的增加，载流子速度趋于饱和。表现也是电流开始时增加，然后达到饱和。但此时的饱和机理与恒定迁移率不同，在夹断之前发生。弹道输运当沟道长度与平均自由程同量级，或者小于时，沟道

29、载流子不再受到散射，不会因为散射而失掉从电场获得的能量，其速度可以比饱和速度高很多-弹道输运，或速度过冲。器件的电流和跨导都比速度饱和时高 ，这也是不断缩小器件尺寸的动力。3。MOSFET的短沟道效应。a。线性区, 阈值电压下跌，VT绝对值降低 用电荷共享模型解释 QB 为了屏蔽栅压VG，在半导体表面附近的电荷部分耗尽区电荷由源和漏来平衡，在沟道的源端和漏端，有些电荷的电力线中止在源和漏上不是栅上，由于电荷共享，QSC下降，VT下降 b。饱和区, 漏场感应势垒下降（DIBL）VD很大，短沟道时，源和漏的耗尽层宽度之和约等于沟道长度，出现穿通，结果是在源和漏之间产生很大的漏电流。其原因是DIBL

30、效应，即源漏之间势垒下降，短沟道时更明显。c。本体穿通：随着沟道长度的缩短，源结和漏结的耗尽层宽度与沟道长度相当，贯通时两个耗尽层连在一起。栅极无法控制电流。 d。迁移率的变化（高场效应，表面散射）4。影响MOSFET阈值电压的主要因素，如何调整阈值电压。功函数差，固定氧化层电荷，衬底偏压等影响理想阈值电压 VFB是平带电压 VBS是衬底偏压a) 离子注入沟道区控制掺杂浓度，可调整阈值电压 进行硼离子注入，控制剂量峰值在SiO2 -Si界面，使VT增加b) 改变氧化层厚度，可调整阈值电压 氧化层厚度增加，n沟MOSFET的阈值电压更大，p沟更负。C）衬底偏压会影响阈值电压 衬源之间反偏，耗尽区

31、加宽，必须提高阈值电压达到反型。d) 选择适当的栅极材料调整功函数差第五章 发光器件1。发光二极管，半导体激光器，光探测器，太阳能电池：基本结构、原理。LED:（自发辐射）正向工作的pn结，是电致发光过程：正向偏压，少子从结的两侧注入，在结的附近有高于平衡浓度的非平衡载流子(pn>ni2)，载流子复合发生。Pn结正向偏置,电子从n侧注入，与从p侧注入的空穴复合。激光器（受激辐射）材料要求：直接带隙、低界面态异质结构晶格匹配（外延工艺）基本结构：被一些特殊设计的平面包围的pn结。简并型p-n结 ,正偏时,此区域分布反转.导带中有大量电子,价带中有大量空穴.分布反转:电子在较高能级的浓度大于在较低能级的浓度.光探测器(吸收) 将光信号转变为电信号的半导体器件1）入射光产生载流子。2）通过电流增益，使载流子传导和倍增。3）电流与外部电路相互作用，以提供输出信号。光敏电阻 光电二极管:工作与反向偏压下的pn结或金属半导体接触光信号打在光电二极管上时，耗尽区会将由光产生的电子-空穴对分离，有电流输出到外电路。响应速度结必须非常接近表面宽耗尽区可吸收绝大多数的光，但渡越时间效应会限制频率响应