微电子物理基础

第 1章 晶体结构 1 11 半导体材料的特性 1 12 晶体结构 1 121 晶体的共性 2 122 晶体的周期性 4 13 晶列、晶面、倒格子 9 131 基矢、晶胞 9 132 Miller指数 9 133 倒格子 12 134 布里渊区 15 14 晶体的对称性 18 141 晶体的对称操作 19 142 晶格结构的分类 22 15 晶体的结合 23 151 晶体的结合力 24 152 金刚石结构和共价结合 29 153 闪锌矿结构和结合性质 30 154 纤锌矿结构和结合性质 30 习题 31 第 2章 量子理论基础 34 21 经典物理学的困难 34 211 黑体辐射 34 212 光电效应 35 213 原子结构的玻耳(Bohr)理论 36 22 波函数和薛定谔方程 37 221 薛定谔(Schrdinger)方程 37 222 波函数的性质 39 223 量子力学基本理论 44 224 定态薛定谔方程 50 23 定态薛定谔方程的应用 52 231 一维无限势阱模型 52 232 一维有限势阱模型 55 233 一维线性谐振子 57 234 势垒贯穿 60 24 中心力场问题的薛定谔方程的求解 64 241 动量算符、角动量算符 64 242 电子在库仑场中的运动 67 25 微扰理论 70 251 非简并微扰理论 70 252 简并定态微扰 74 习题 78 第 3章 能带理论基础 81 31 周期场中电子的波函数——布洛赫函数 81 311 一维布洛赫定理的证明 82 312 三维布洛赫定理的证明 84 313 简约布里渊区 85 32 一维分析近似 86 321 克龙尼克-潘纳(Kronig-Penny)模型 86 322 近自由电子模型 89 323 紧束缚近似 94 324 导体、半导体、绝缘体的能带论解释 97 33 半导体中电子的运动 102 331 半导体中的能带和布里渊区 102 332 电子在能带极值附近的近似E(k)-k关系和有效质量 103 333 半导体中电子的平均速度、加速度 104 334 本征半导体的导电机构、空穴 105 34 三维扩展模型——硅、锗的能带结构 106 341 半导体能带极值附近的能带结构 106 342 半导体能带极值附近有效质量的确定、回旋共振 107 343 Si、Ge的能带结构 107 35 Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的能带结构 109 351 GaAs的能带结构 110 352 GaP晶体的能带结构特点 110 353 GaAs1-xPx的能带结构 110 习题 111 第 4章 半导体中的杂质和缺陷能级 113 41 半导体中的浅能级杂质 113 411 半导体中的两类杂质 113 412 Ge和Si中的浅能级杂质 114 413 Ⅲ-Ⅴ族半导体（GaAs、GaP等）中的浅能级杂质 116 414 Ⅱ-Ⅵ族半导体（CdTe、ZnS等）中的浅能级杂质 116 42 浅能级杂质电离能的简单计算 117 421 类氢模型 117 422 类氢模型的合理性 118 43 半导体中的杂质补偿效应 119 431 杂质的补偿作用 119 432 强补偿半导体的特殊性质 120 433 重掺杂效应 120 44 半导体中的深能级杂质 120 441 Ge和Si中的深能级杂质 120 442 Ge和Si中的Au能级 121 443 Ⅲ-Ⅴ族半导体中的深能级杂质 122 444 等电子陷阱 123 45 缺陷、位错能级 124 451 半导体中的点缺陷能级 124 452 半导体中的位错 125 习题 126 第 5章 载流子的统计分布 128 51 电子的分布函数 128 511 F-D分布函数 128 512 M-B分布函数 130 52 半导体能带极值附近的能态密度 132 521 k空间的状态密度 132 522 半导体导带底附近和价带顶附近的状态密度 135 523 热平衡载流子浓度(非简并半导体) 137 53 本征半导体中的载流子浓度 141 531 本征载流子浓度ni和pi 141 532 本征载流子浓度随温度的变化曲线图 143 533 半导体器件的工作温度范围 143 54 非简并掺杂半导体中的杂质和电荷 144 541 半导体中杂质的电离情况 (非简并情况) 144 542 n型非简并半导体中的载流子浓度 145 543 补偿半导体 149 544 利用掺杂半导体的载流子浓度与温度的关系来确定器件工作温区 153 55 简并半导体 154 551 简并半导体中的载流子浓度 154 552 简并化条件 154 553 简并化效应 155 56 过剩载流子的注入与复合 155 561 非平衡载流子的产生 155 562 非平衡载流子的特性 156 563 非平衡载流子的寿命 157 564 准费米能级和非平衡载流子浓度 158 57 非平衡载流子的复合理论 159 571 非平衡载流子复合的机理 159 572 复合的分类 160 58 陷阱效应 161 习题 162 第 6章 半导体的输运性质 164 61 载流子迁移率和半导体电导率 164 611 漂移电流和迁移率 164 612 半导体的电导率 166 62 半导体中载流子的散射 166 621 载流子散射的概念 166 622 半导体中载流子遭受散射的机构 167 623 晶格热振动的规律 168 63 电阻率与杂质浓度和温度的关系 170 631 电导率、迁移率与平均自由时间的关系 170 632 迁移率与杂质浓度、温度的关系 172 633 半导体电阻率及其与杂质浓度和温度的关系 173 634 四探针法测电阻率 173 64 半导体的Boltzmann输运方程 174 641 分析载流子输运的分布函数法 174 642 Boltzmann方程 175 643 Boltzmann输运方程的弛豫时间近似 176 644 半导体电导率的统计计算 176 645 球形等能面均匀半导体在弱电场和无温度梯度时的电导率 177 65 强电场效应 179 651 强电场/窄尺寸效应 179 652 多能谷散射 181 66 载流子的扩散运动 183 661 载流子的扩散运动 183 662 扩散电流 184 663 爱因斯坦关系式 184 67 半导体的磁阻效应 185 671 半导体的Hall效应 185 672 半导体的磁阻效应 187 673 半导体的热传导 187 674 半导体的热电效应 188 675 半导体的热磁效应 190 习题 191 参考文献 192