半導體物理學簡明教程

內(nèi)容概要

　　《半導體物理學簡明教程》以簡明扼要的方式全面地介紹了半導體物理學的基礎(chǔ)知識及其新進展，內(nèi)容包括半導體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和能帶結(jié)構(gòu)、雜質(zhì)和缺陷、載流子的統(tǒng)計分布及其運動規(guī)律、非熱平衡態(tài)半導體、PN結(jié)、金屬一半導體接觸、異質(zhì)結(jié)、半導體表面以及主要的半導體效應。 《半導體物理學簡明教程》適用于本科院校電子科學與技術(shù)和微電子學專業(yè)，也可供相近專業(yè)的研究生和工程技術(shù)人員閱讀和參考。陳治明教授負責策劃和全書的統(tǒng)稿。

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編者半導體物理學簡明教程目錄目錄前言緒論1第1章 半導體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和能帶結(jié)構(gòu)111.1 半導體的原子結(jié)合與晶體結(jié)構(gòu)111.1.1 元素的電負性與原子的結(jié)合力111.1.2 共價結(jié)合與正四面體結(jié)構(gòu)121.1.3 主要半導體的晶體結(jié)構(gòu)141.2 半導體的電子狀態(tài)和能帶171.2.1 能級與能帶171.2.2 零勢場與周期勢場中的電子狀態(tài)181.2.3 能帶的填充與晶體的導電性及空穴的概念201.3 半導體中載流子的有效質(zhì)量221.3.1 能帶極值附近的E(k)函數(shù)221.3.2 電子和空穴的有效質(zhì)量231.3.3 各向異性半導體中載流子的有效質(zhì)量241.4 半導體中的雜質(zhì)和缺陷能級261.4.1 雜質(zhì)的施、受主作用及其能級261.4.2 深能級雜質(zhì)301.4.3 缺陷的施、受主作用及其能級321.5 典型半導體的能帶結(jié)構(gòu)351.5.1 能帶結(jié)構(gòu)的基本內(nèi)容及其表征351.5.2 主要半導體的能帶結(jié)構(gòu)361.6 半導體能帶工程概要391.6.1 半導體固溶體391.6.2 利用固溶體技術(shù)剪裁能帶結(jié)構(gòu)401.6.3 能帶結(jié)構(gòu)的量子尺寸效應43習題45第2章 半導體中的載流子及其輸運性質(zhì)472.1 載流子的漂移運動與半導體的電導率472.1.1 歐姆定律的微分形式472.1.2 半導體的電導率482.2 熱平衡狀態(tài)下的載流子統(tǒng)計482.2.1 熱平衡狀態(tài)下的電子和空穴482.2.2 費米分布函數(shù)與費米能級512.2.3 費米分布函數(shù)與玻耳茲曼分布函數(shù)522.2.4 非簡并半導體的載流子密度532.2.5 本征半導體的載流子密度552.3 載流子密度對雜質(zhì)和溫度的依賴性572.3.1 雜質(zhì)電離度572.3.2 非簡并半導體載流子密度隨溫度的變化582.3.3 簡并半導體652.4 載流子遷移率712.4.1 恒定電場下載流子漂移運動的微觀描述712.4.2 決定載流子遷移率的物理因素732.4.3 有效質(zhì)量各向異性時的載流子遷移率732.5 載流子散射及其對遷移率的影響752.5.1 散射的物理本質(zhì)752.5.2 電離雜質(zhì)散射及其對遷移率的影響752.5.3 晶格振動散射及其對遷移率的影響772.5.4 其他散射機構(gòu)812.6 半導體的電阻率及其與摻雜濃度和溫度的關(guān)系812.6.1 半導體的電阻率812.6.2 電阻率與摻雜濃度的關(guān)系822.6.3 電阻率與溫度的關(guān)系832.7 強電場中的載流子輸運842.7.1 強電場效應842.7.2 熱電子與速度飽和852.7.3 負微分遷移率872.7.4 耿氏效應及其應用882.7.5 強電場下的速度過沖和準彈道輸運892.8 電導統(tǒng)計理論912.8.1 電導問題簡單分析的局限性922.8.2 玻耳茲曼輸運方程922.8.3 弛豫時間近似下的玻耳茲曼輸運方程及其解942.8.4 考慮速度分布的電導率和遷移率952.9 霍爾效應952.9.1 霍爾效應原理952.9.2 霍爾遷移率972.9.3 霍爾系數(shù)982.10 半導體的熱導率992.10.1 熱導率的定義1002.10.2 半導體中的導熱機構(gòu)1002.10.3 維德曼-弗蘭茨定律101習題102第3章 非熱平衡狀態(tài)下的半導體1043.1 半導體的非熱平衡狀態(tài)1043.1.1 額外載流子的產(chǎn)生與復合1043.1.2 額外載流子的壽命1063.1.3 準費米能級1083.2 復合理論1093.2.1 直接輻射復合1093.2.2 通過單一復合中心的間接復合1113.2.3 表面復合1143.2.4 俄歇復合1153.2.5 陷阱效應及其對復合的影響1163.3 額外載流子的運動1183.3.1 額外載流子的擴散與擴散方程1183.3.2 擴散方程在不同邊界條件下的解1203.3.3 電場中的額外載流子運動1223.3.4 愛因斯坦關(guān)系1223.4 電流連續(xù)性方程及其應用1243.4.1 電流連續(xù)性方程1243.4.2 穩(wěn)態(tài)電流連續(xù)性方程及其解1253.4.3 連續(xù)性方程的應用1263.5 半導體的光吸收1283.5.1 吸收系數(shù)及相關(guān)光學常數(shù)1293.5.2 半導體的本征吸收1313.5.3 其他吸收過程1333.6 半導體的光電導和光致發(fā)光1363.6.1 半導體的光電導1373.6.2 半導體的光致發(fā)光141習題144第4章 PN結(jié)1464.1 PN結(jié)的形成及其平衡態(tài)1464.1.1 PN結(jié)的形成及其雜質(zhì)分布1464.1.2 熱平衡狀態(tài)下的PN結(jié)1484.2 PN結(jié)的伏安特性1524.2.1 廣義歐姆定律1524.2.2 理想狀態(tài)下的PN結(jié)伏安特性方程1534.2.3 PN結(jié)伏安特性對理想方程的偏離1584.3 PN結(jié)電容1614.3.1 PN結(jié)勢壘區(qū)的電場及電勢分布1614.3.2 勢壘電容1644.3.3 擴散電容1654.3.4 用電容-電壓法測量半導體的雜質(zhì)濃度1674.4 PN結(jié)擊穿1674.4.1 雪崩擊穿1684.4.2 隧道擊穿1704.4.3 熱電擊穿1714.5 PN結(jié)的光伏效應1724.5.1 光生電動勢原理1724.5.2 光照PN結(jié)的電流-電壓方程1724.5.3 光照PN結(jié)的特征參數(shù)1734.6 PN結(jié)發(fā)光1744.6.1 發(fā)光原理1744.6.2 半導體激光器原理176習題180第5章 金屬-半導體接觸1825.1 金屬-半導體接觸及其平衡狀態(tài)1825.1.1 金屬和半導體的功函數(shù)1825.1.2 有功函數(shù)差的金屬-半導體接觸1845.1.3 表面態(tài)對接觸電勢差的影響1855.1.4 歐姆接觸1875.2 金屬-半導體接觸的非平衡狀態(tài)1885.2.1 不同偏置狀態(tài)下的肖特基勢壘1885.2.2 正偏肖特基勢壘區(qū)中的費米能級1895.2.3 厚勢壘金屬-半導體接觸的伏安特性1905.2.4 薄勢壘金屬-半導體接觸的伏安特性1925.2.5 金屬-半導體接觸的少子注入問題1935.2.6 非平衡態(tài)肖特基勢壘接觸的特點及其應用195習題195第6章 異質(zhì)結(jié)和納米結(jié)構(gòu)1976.1 異質(zhì)結(jié)的構(gòu)成及其能帶1976.1.1 異質(zhì)結(jié)的構(gòu)成與類型1976.1.2 理想異質(zhì)結(jié)的能帶結(jié)構(gòu)2006.1.3 界面態(tài)對異質(zhì)結(jié)能帶結(jié)構(gòu)的影響2036.2 異質(zhì)結(jié)特性及其應用2056.2.1 伏安特性2066.2.2 注入特性2086.2.3 光伏特性2096.2.4 異質(zhì)結(jié)的應用2106.3 半導體量子阱和超晶格2126.3.1 量子阱和超晶格的結(jié)構(gòu)與種類2126.3.2 量子阱和超晶格中的電子狀態(tài)2156.3.3 量子阱效應和超晶格效應216習題219第7章 半導體表面與MIS結(jié)構(gòu)2207.1 半導體表面與表面態(tài)2207.1.1 理想晶體表面模型及其解2207.1.2 實際半導體表面2217.1.3 SiSiO2系統(tǒng)的性質(zhì)及其優(yōu)化處理2227.2 表面電場效應與MIS結(jié)構(gòu)2247.2.1 表面電場的產(chǎn)生與應用2247.2.2 理想MIS結(jié)構(gòu)及其表面電場效應2257.2.3 理想MIS結(jié)構(gòu)的空間電荷層與表面勢2267.3 MIS結(jié)構(gòu)的電容-電壓特性2307.3.1 理想MIS結(jié)構(gòu)的電容-電壓特性2307.3.2 實際MIS結(jié)構(gòu)的電容-電壓特性2347.4 表面電導與表面遷移率2387.4.1 表面電導2397.4.2 表面散射與表面載流子的有效遷移率2407.4.3 影響表面遷移率的主要因素2407.4.4 表面遷移率模型與載流子的表面飽和漂移速度242習題243第8章 其他半導體效應2448.1 熱電效應2448.1.1 塞貝克效應2448.1.2 珀耳帖效應2488.1.3 湯姆遜效應2498.1.4 塞貝克系數(shù)、珀耳帖系數(shù)和湯姆遜系數(shù)間的關(guān)系2508.2 磁阻與壓阻效應2518.2.1 磁阻效應2518.2.2 壓阻效應254習題257參考文獻258

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《半導體物理學簡明教程》為普通高等教育“十二五”電子信息類規(guī)劃教材之一。

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