内容发布更新时间 : 2024/10/18 9:22:28星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第一章 半导体中的电子状态

§1.1 锗和硅的晶体结构特征 金刚石结构的基本特征

§1.2 半导体中的电子状态和能带 电子共有化运动概念

绝缘体、半导体和导体的能带特征。几种常用半导体的禁带宽度； 本征激发的概念

§1.3 半导体中电子的运动 有效质量

h2k2导带底和价带顶附近的E(k)~k关系E?k?-E?0?=； *2mn半导体中电子的平均速度v?dE； hdk11d2E有效质量的公式：*?2。

mnhdk2§1.4本征半导体的导电机构 空穴

??空穴的特征：带正电；mp??mn；En??Ep；kp??kn

§1.5 回旋共振

§1.6 硅和锗的能带结构 导带底的位置、个数； 重空穴带、轻空穴

第二章 半导体中杂质和缺陷能级

§2.1 硅、锗晶体中的杂质能级

基本概念：施主杂质，受主杂质，杂质的电离能，杂质的补偿作用。

§2.2 Ⅲ—Ⅴ族化合物中的杂质能级 杂质的双性行为

第三章 半导体中载流子的统计分布

热平衡载流子概念

§3.1状态密度

定义式：g(E)?dz/dE；

2m??导带底附近的状态密度：g(E)?4?Vc*3/2nh3?E?Ec??EV1/2；

价带顶附近的状态密度：gv(E)?4?V

?2m*p?h33/2?E?1/2

§3.2 费米能级和载流子的浓度统计分布 Fermi分布函数：f(E)?1；

1?exp???E?EF?/k0T??Fermi能级的意义：它和温度、半导体材料的导电类型、杂质的含量以及能量零点的选取有关。1）将半导体中大量的电子看成一个热力学系统，费米能级EF是系统的化学势；2）EF可看成量子态是否被电子占据的一个界限。3）EF的位置比较直观地标志了电子占据量子态的情况，通常就说费米能级标志了电子填充能级的水平。费米能级位置较高，说明有较多的能量较高的量子态上有电子。

Boltzmann分布函数：fB(E)?e?E?EFk0T；

导带底、价带顶载流子浓度表达式：

n0???EcEcfB(E)gc(E)dE

2?mkT??EF?Ecn0?Ncexp ， Nc?2k0Th3*n32导带底有效状态密度

32E?EFp0?Nvexpv ， Nv?2k0T?2?m?pk0T?h3价带顶有效状态密度

?EC?EV??Eg?载流子浓度的乘积n0p0?NCNVexp????NCNVexp???的适用范围。

kTkT0???0?

§3.3. 本征半导体的载流子浓度 本征半导体概念；

本征载流子浓度：ni?n0?p0?(NCNV)212?Eg?exp???2kT??；

0??载流子浓度的乘积n0p0?ni；它的适用范围。

§3.4杂质半导体的载流子浓度

电子占据施主杂质能及的几率是fD(E)?1?ED?EF11?exp??kT20?????

空穴占据受主能级的几率是fA(E)?1

??EF?EA1?1?exp???2?k0T?ND?ED?EF11?exp??kT20?????

施主能级上的电子浓度nD为： nD?NDfD(E)?受主能级上的空穴浓度pA为pA?NAfA(E)?NA

?E?EA?11?exp?F?2kT0???电离施主浓度nD为：nD?ND?nD ?电离受主浓度pA为：pA?NA?pA

??费米能级随温度及杂质浓度的变化