半導(dǎo)體物理學(xué)簡明教程

前言
緒論
第1章　半導(dǎo)體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和能帶結(jié)構(gòu)
1.1　半導(dǎo)體的原子結(jié)合與晶體結(jié)構(gòu)
1.1.1　元素的電負(fù)性與原子的結(jié)合力
1.1.2　共價(jià)結(jié)合與正四面體結(jié)構(gòu)
1.1.3　主要半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)
1.2　半導(dǎo)體的電子狀態(tài)和能帶
1.2.1　能級(jí)與能帶
1.2.2　零勢場與周期勢場中的電子狀態(tài)
1.2.3　能帶的填充與晶體的導(dǎo)電性及空穴的概念
1.3　半導(dǎo)體中載流子的有效質(zhì)量
1.3.1　能帶極值附近的E（k）函數(shù)
1.3.2　電子和空穴的有效質(zhì)量
1.3.3　各向異性半導(dǎo)體中載流子的有效質(zhì)量
1.4　半導(dǎo)體中的雜質(zhì)和缺陷能級(jí)
1.4.1　雜質(zhì)的施、受主作用及其能級(jí)
1.4.2　深能級(jí)雜質(zhì)
1.4.3　缺陷的施、受主作用及其能級(jí)
1.5　典型半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)
1.5.1　能帶結(jié)構(gòu)的基本內(nèi)容及其表征
1.5.2　主要半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)
1.6　半導(dǎo)體能帶工程概要
1.6.1　半導(dǎo)體固溶體
1.6.2　利用固溶體技術(shù)剪裁能帶結(jié)構(gòu)
1.6.3　能帶結(jié)構(gòu)的量子尺寸效應(yīng)
習(xí)題
第2章　半導(dǎo)體中的載流子及其輸運(yùn)性質(zhì)
2.1　載流子的漂移運(yùn)動(dòng)與半導(dǎo)體的電導(dǎo)率
2.1.1　歐姆定律的微分形式
2.1.2　半導(dǎo)體的電導(dǎo)率
2.2　熱平衡狀態(tài)下的載流子統(tǒng)計(jì)
2.2.1　熱平衡狀態(tài)下的電子和空穴
2.2.2　費(fèi)米分布函數(shù)與費(fèi)米能級(jí)
2.2.3　費(fèi)米分布函數(shù)與玻耳茲曼分布函數(shù)
2.2.4　非簡并半導(dǎo)體的載流子密度
2.2.5　本征半導(dǎo)體的載流子密度
2.3　載流子密度對(duì)雜質(zhì)和溫度的依賴性
2.3.1　雜質(zhì)電離度
2.3.2　非簡并半導(dǎo)體載流子密度隨溫度的變化
2.3.3　簡并半導(dǎo)體
2.4　載流子遷移率
2.4.1　恒定電場下載流子漂移運(yùn)動(dòng)的微觀描述
2.4.2　決定載流子遷移率的物理因素
2.4.3　有效質(zhì)量各向異性時(shí)的載流子遷移率
2.5　載流子散射及其對(duì)遷移率的影響
2.5.1　散射的物理本質(zhì)
2.5.2　電離雜質(zhì)散射及其對(duì)遷移率的影響
2.5.3　晶格振動(dòng)散射及其對(duì)遷移率的影響
2.5.4　其他散射機(jī)構(gòu)
2.6　半導(dǎo)體的電阻率及其與摻雜濃度和溫度的關(guān)系
2.6.1　半導(dǎo)體的電阻率
2.6.2　電阻率與摻雜濃度的關(guān)系
2.6.3　電阻率與溫度的關(guān)系
2.7　強(qiáng)電場中的載流子輸運(yùn)
2.7.1　強(qiáng)電場效應(yīng)
2.7.2　熱電子與速度飽和
2.7.3　負(fù)微分遷移率
2.7.4　耿氏效應(yīng)及其應(yīng)用
2.7.5　強(qiáng)電場下的速度過沖和準(zhǔn)彈道輸運(yùn)
2.8　電導(dǎo)統(tǒng)計(jì)理論
2.8.1　電導(dǎo)問題簡單分析的局限性
2.8.2　玻耳茲曼輸運(yùn)方程
2.8.3　弛豫時(shí)間近似下的玻耳茲曼輸運(yùn)方程及其解
2.8.4　考慮速度分布的電導(dǎo)率和遷移率
2.9　霍爾效應(yīng)
2.9.1　霍爾效應(yīng)原理
2.9.2　霍爾遷移率
2.9.3　霍爾系數(shù)
2.10　半導(dǎo)體的熱導(dǎo)率
2.10.1　熱導(dǎo)率的定義
2.10.2　半導(dǎo)體中的導(dǎo)熱機(jī)構(gòu)
2.10.3　維德曼-弗蘭茨定律
習(xí)題
第3章　非熱平衡狀態(tài)下的半導(dǎo)體
3.1　半導(dǎo)體的非熱平衡狀態(tài)
3.1.1　額外載流子的產(chǎn)生與復(fù)合
3.1.2　額外載流子的壽命
3.1.3　準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)
3.2　復(fù)合理論
3.2.1　直接輻射復(fù)合
3.2.2　通過單一復(fù)合中心的間接復(fù)合
3.2.3　表面復(fù)合
3.2.4　俄歇復(fù)合
3.2.5　陷阱效應(yīng)及其對(duì)復(fù)合的影響
3.3　額外載流子的運(yùn)動(dòng)
3.3.1　額外載流子的擴(kuò)散與擴(kuò)散方程
3.3.2　擴(kuò)散方程在不同邊界條件下的解
3.3.3　電場中的額外載流子運(yùn)動(dòng)
3.3.4　愛因斯坦關(guān)系
3.4　電流連續(xù)性方程及其應(yīng)用
3.4.1　電流連續(xù)性方程
3.4.2　穩(wěn)態(tài)電流連續(xù)性方程及其解
3.4.3　連續(xù)性方程的應(yīng)用
3.5　半導(dǎo)體的光吸收
3.5.1　吸收系數(shù)及相關(guān)光學(xué)常數(shù)
3.5.2　半導(dǎo)體的本征吸收
3.5.3　其他吸收過程
3.6　半導(dǎo)體的光電導(dǎo)和光致發(fā)光
3.6.1　半導(dǎo)體的光電導(dǎo)
3.6.2　半導(dǎo)體的光致發(fā)光
習(xí)題
第4章　PN結(jié)
4.1　PN結(jié)的形成及其平衡態(tài)
4.1.1　PN結(jié)的形成及其雜質(zhì)分布
4.1.2　熱平衡狀態(tài)下的PN結(jié)
4.2　PN結(jié)的伏安特性
4.2.1　廣義歐姆定律
4.2.2　理想狀態(tài)下的PN結(jié)伏安特性方
4.2.　3PN結(jié)伏安特性對(duì)理想方程的偏離
4.3　PN結(jié)電容
4.3.1　PN結(jié)勢壘區(qū)的電場及電勢分布
4.3.2　勢壘電容
4.3.3　擴(kuò)散電容
4.3.　4用電容-電壓法測量半導(dǎo)體的雜質(zhì)濃度
4.4　PN結(jié)擊穿
4.4.1　雪崩擊穿
4.4.2　隧道擊穿
4.4.3　熱電擊穿
4.5　PN結(jié)的光伏效應(yīng)
4.5.1　光生電動(dòng)勢原理
4.5.2　光照PN結(jié)的電流-電壓方程
4.5.3　光照PN結(jié)的特征參數(shù)
4.6　PN結(jié)發(fā)光
4.6.1　發(fā)光原理
4.6.2　半導(dǎo)體激光器原理
習(xí)題
第5章　金屬-半導(dǎo)體接觸
5.1　金屬-半導(dǎo)體接觸及其平衡狀態(tài)
5.1.1　金屬和半導(dǎo)體的功函數(shù)
5.1.2　有功函數(shù)差的金屬-半導(dǎo)體接觸
5.1.3　表面態(tài)對(duì)接觸電勢差的影響
5.1.4　歐姆接觸
5.2　金屬-半導(dǎo)體接觸的非平衡狀態(tài)
5.2.1　不同偏置狀態(tài)下的肖特基勢壘
5.2.2　正偏肖特基勢壘區(qū)中的費(fèi)米能級(jí)
5.2.3　厚勢壘金屬-半導(dǎo)體接觸的伏安特性
5.2.4　薄勢壘金屬-半導(dǎo)體接觸的伏安特性
5.2.5　金屬-半導(dǎo)體接觸的少子注入問題
5.2.6　非平衡態(tài)肖特基勢壘接觸的特點(diǎn)及其應(yīng)用
習(xí)題
第6章　異質(zhì)結(jié)和納米結(jié)構(gòu)
6.1　異質(zhì)結(jié)的構(gòu)成及其能帶
6.1.1　異質(zhì)結(jié)的構(gòu)成與類型
6.1.2　理想異質(zhì)結(jié)的能帶結(jié)構(gòu)
6.1.3　界面態(tài)對(duì)異質(zhì)結(jié)能帶結(jié)構(gòu)的影響
6.2　異質(zhì)結(jié)特性及其應(yīng)用
6.2.1　伏安特性
6.2.2　注入特性
6.2.3　光伏特性
6.2.4　異質(zhì)結(jié)的應(yīng)用
6.3　半導(dǎo)體量子阱和超晶格
6.3.1　量子阱和超晶格的結(jié)構(gòu)與種類
6.3.2　量子阱和超晶格中的電子狀態(tài)
6.3.3　量子阱效應(yīng)和超晶格效應(yīng)
習(xí)題
第7章　半導(dǎo)體表面與MIS結(jié)構(gòu)
7.1　半導(dǎo)體表面與表面態(tài)
7.1.1　理想晶體表面模型及其解
7.1.2　實(shí)際半導(dǎo)體表面
7.1.3　Si-SiO2系統(tǒng)的性質(zhì)及其優(yōu)化處理
7.2　表面電場效應(yīng)與MIS結(jié)構(gòu)
7.2.1　表面電場的產(chǎn)生與應(yīng)用
7.2.2　理想MIS結(jié)構(gòu)及其表面電場效應(yīng)
7.2.3　理想MIS結(jié)構(gòu)的空間電荷層與表面勢
7.3　MIS結(jié)構(gòu)的電容-電壓特性
7.3.1　理想MIS結(jié)構(gòu)的電容-電壓特性
7.3.2　實(shí)際MIS結(jié)構(gòu)的電容-電壓特性
7.4　表面電導(dǎo)與表面遷移率
7.4.1　表面電導(dǎo)
7.4.2　表面散射與表面載流子的有效遷移率
7.4.3　影響表面遷移率的主要因素
7.4.4　表面遷移率模型與載流子的表面飽和漂移速度
習(xí)題2
第8章　其他半導(dǎo)體效應(yīng)
8.1　熱電效應(yīng)
8.1.1　塞貝克效應(yīng)
8.1.2　珀耳帖效應(yīng)
8.1.3　湯姆遜效應(yīng)
8.1.4　塞貝克系數(shù)、珀耳帖系數(shù)和湯姆遜系數(shù)間的關(guān)系
8.2　磁阻與壓阻效應(yīng)
8.2.1　磁阻效應(yīng)
8.2.2　壓阻效應(yīng)
習(xí)題2
參考文獻(xiàn)2