半导体物理学-2025

杨锋

目录

  • 1 半导体的晶体结构与价键模型
    • 1.1 固体的分类
    • 1.2 晶面、晶向和密勒指数
    • 1.3 原子价键
    • 1.4 三维晶体结构的定性描述
    • 1.5 测试题
    • 1.6 讨论
  • 2 半导体的电子结构
    • 2.1 量子力学初步概要
    • 2.2 晶体的能带模型
    • 2.3 金属、半导体和绝缘体
    • 2.4 半导体的带隙结构
    • 2.5 有效质量
    • 2.6 能带工程简介
    • 2.7 测验
    • 2.8 讨论
  • 3 半导体中的载流子
    • 3.1 热平衡态与非平衡态
    • 3.2 杂质与杂质能级
    • 3.3 二级目录
      • 3.3.1 本征半导体与本征激发
      • 3.3.2 三级目录
        • 3.3.2.1 施主与n型半导体
        • 3.3.2.2 受主与p型半导体
        • 3.3.2.3 浅能级杂质以及浅能级杂质电离能的计算
    • 3.4 载流子的复合与俘获
    • 3.5 测试题
    • 3.6 讨论
  • 4 半导体中载流子的定量统计描述
    • 4.1 二级目录
      • 4.1.1 载流子浓度
      • 4.1.2 通过k空间求解状态密度g (E )
      • 4.1.3 费米分布函数和费米能级
      • 4.1.4 玻耳兹曼分布函数
      • 4.1.5 导带中的电子浓度和价带中的空穴浓度
      • 4.1.6 影响n0 和p0 的因素
      • 4.1.7 n0和p0的乘积
    • 4.2 本征半导体的载流子浓度
    • 4.3 二级目录
      • 4.3.1 非本征半导体的载流子浓度
      • 4.3.2 n型半导体的载流子浓度
      • 4.3.3 p型半导体的载流子浓度
      • 4.3.4 简并半导体
      • 4.3.5 小结
    • 4.4 二级目录
      • 4.4.1 非平衡载流子的注入与复合
      • 4.4.2 非平衡载流子的寿命
      • 4.4.3 直接复合理论
      • 4.4.4 间接复合理论
    • 4.5 陷阱
    • 4.6 准费米能级
  • 5 三维半导体中载流子的电输运
    • 5.1 二级目录
      • 5.1.1 漂移运动与漂移电流
      • 5.1.2 载流子的散射
      • 5.1.3 迁移率与杂质浓度和温度的关系
      • 5.1.4 电阻率及其与杂质浓度和温度的关系
      • 5.1.5 强电场效应、热载流子
    • 5.2 扩散运动与扩散电流
    • 5.3 电流密度方程与爱因斯坦关系
    • 5.4 连续性方程
    • 5.5 习题解析
    • 5.6 测试题
    • 5.7 讨论
  • 6 金属和半导体的接触
    • 6.1 二级目录
      • 6.1.1 金属和半导体的功函数
      • 6.1.2 接触电势差
      • 6.1.3 表面态对接触势垒的影响
    • 6.2 金-半接触整流理论
      • 6.2.1 扩散理论
      • 6.2.2 热电子发射理论
      • 6.2.3 镜像力和隧道效应的影响
    • 6.3 少数载流子的注入和欧姆接触
    • 6.4 例题解析
    • 6.5 测试题
  • 7 半导体表面效应和MIS结构
    • 7.1 理想MIS结构的能带图以及电荷分布
    • 7.2 空间电荷区
    • 7.3 理想MIS结构的C-V特性
    • 7.4 非理想MIS结构的C-V特性
    • 7.5 例题解析
    • 7.6 测试题
杂质与杂质能级