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