全新正版图书 半导体物理学(第8版)刘恩科电子工业出版社9787121454141人天图书专营店 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

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目;;;;录 第1章;;半导体中的电子状态1 ;;;;1.1;;半导体的晶格结构和结合质1 ;;;;1.1.1;;金刚石型结构和共价键1 ;;;;1.1.2;;闪锌矿型结构和混合键2 ;;;;1.1.3;;纤锌矿型结构3 ;;;;1.2;;半导体中的电子状态和能带4 ;;;;1.2.1;;原子的能级和晶体的能带4 ;;;;1.2.2;;半导体中电子的状态和能带6 ;;;;1.2.3;;导体、半导体、绝缘体的能带10 ;;;;1.3;;半导体中电子的运动―――有效质量11 ;;;;1.3.1;;半导体中E（k）与k的关系［3］ 11 ;;;;1.3.2;;半导体中电子的平均速度12 ;;;;1.3.3;;半导体中电子的加速度12 ;;;;1.3.4;;有效质量的意义13 ;;;;1.4;;本征半导体的导电机构―――空穴［3］ 14 ;;;;1.5;;回旋共振［4］ 16 ;;;;1.5.1;;k空间等能面16 ;;;;1.5.2;;回旋共振18 ;;;;1.6;;硅和锗的能带结构19 ;;;;1.6.1;;硅和锗的导带结构19 ;;;;1.6.2;;硅和锗的价带结构22 ;;;;1.7;;Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的能带结构［7］ 24 ;;;;1.7.1;;锑化铟的能带结构24 ;;;;1.7.2;;砷化镓的能带结构［8］ 25 ;;;;1.7.3;;磷化镓和磷化铟的能带结构25 ;;;;1.7.4;;混合晶体的能带结构25 ;;;;1.8;;Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体的能带结构26 ;;;;1.8.1;;二元化合物的能带结构26 ;;;;1.8.2;;混合晶体的能带结构27 ;;;;1.9;;Si1－xGex合金的能带27 ;;;;1.10;;宽禁带半导体材料29 ;;;;1.10.1;;GaN、AlN的晶格结构和能带［18］ 30 ;;;;1.10.2;;SiC的晶格结构和能带32 ;;;;5 ;;;;参考资料35 第2章;;半导体中杂质和缺陷能级37 ;;;;2.1;;硅、锗晶体中的杂质能级37 ;;;;2.1.1;;替位式杂质和间隙式杂质37 ;;;;2.1.2;;施主杂质、施主能级38 ;;;;2.1.3;;受主杂质、受主能级39 ;;;;2.1.4;;浅能级杂质电离能的简单计算［2，3］ 41 ;;;;2.1.5;;杂质的补偿作用41 ;;;;2.1.6;;深能级杂质42 ;;;;2.2;;Ⅲ-Ⅴ族化合物中的杂质能级45 ;;;;2.3;;氮化镓、氮化铝、碳化硅中的杂质能级50 ;;;;2.4;;缺陷、位错能级52 ;;;;2.4.1;;点缺陷52 ;;;;2.4.2;;位错53 ;;;;4 ;;;;参考资料55 第3章;;半导体中载流子的统计分布56 ;;;;3.1;;状态密度［1，2］ 56 ;;;;3.1.1;;k空间中量子态的分布56 ;;;;3.1.2;;状态密度57 ;;;;3.2;;费米能级和载流子的统计分布59 ;;;;3.2.1;;费米分布函数59 ;;;;3.2.2;;玻耳兹曼分布函数60 ;;;;3.2.3;;导带中的电子浓度和价带中的空穴浓度61 ;;;;3.2.4;;载流子浓度乘积n0p0 64 ;;;;3.3;;本征半导体的载流子浓度64 ;;;;3.4;;杂质半导体的载流子浓度67 ;;;;3.4.1;;杂质能级上的电子和空穴67 ;;;;3.4.2;;n型半导体的载流子浓度68 ;;;;3.5;;一般情况下的载流子统计分布76 ;;;;3.6;;简并半导体［2，5］ 81 ;;;;3.6.1;;简并半导体的载流子浓度81 ;;;;3.6.2;;简并化条件82 ;;;;3.6.3;;低温载流子冻析效应83 ;;;;3.6.4;;禁带变窄效应85 ;;;;?3.7;;电子占据杂质能级的概率［2，6，7］ 86 ;;;;?3.7.1;;电子占据杂质能级概率的讨论86 ;;;;?3.7.2;;求解统计分布函数88 ;;;;9 ;;;;参考资料90 第4章;;半导体的导电92 ;;;;4.1;;载流子的漂移运动和迁移率92 ;;;;4.1.1;;欧姆定律92 ;;;;4.1.2;;漂移速度和迁移率93 ;;;;4.1.3;;半导体的电导率和迁移率93 ;;;;4.2;;载流子的散射94 ;;;;4.2.1;;载流子散射的概念94 ;;;;4.2.2;;半导体的主要散射机构［1］ 95 ;;;;4.3;;迁移率与杂质浓度和温度的关系102 ;;;;4.3.1;;平均自由时间和散射概率的关系102 ;;;;4.3.2;;电导率、迁移率与平均自由时间的关系102 ;;;;4.3.3;;迁移率与杂质和温度的关系104 ;;;;4.4;;电阻率及其与杂质浓度和温度的关系108 ;;;;4.4.1;;电阻率和杂质浓度的关系108 ;;;;4.4.2;;电阻率随温度的变化110 ;;;;4.5;;玻耳兹曼方程［11］、电导率的统计理论110 ;;;;4.5.1;;玻耳兹曼方程111 ;;;;4.5.2;;弛豫时间近似112 ;;;;4.5.3;;弱电场近似下玻耳兹曼方程的解113 ;;;;4.5.4;;球形等能面半导体的电导率114 ;;;;4.6;;强电场下的效应［12］、热载流子115 ;;;;4.6.1;;欧姆定律的偏离115 ;;;;4.6.2;;平均漂移速度与电场强度的关系116 ;;;;4.7;;多能谷散射、耿氏效应1 ;;;;4.7.1;;多能谷散射、体内负微分电导1 ;;;;4.7.2;;高场畴区及耿氏振荡122 ;;;;23 ;;;;参考资料125 第5章;;非平衡载流子126 ;;;;5.1;;非平衡载流子的注入与复合126 ;;;;5.2;;非平衡载流子的寿命127 ;;;;5.3;;准费米能级129 ;;;;5.4;;复合理论130 ;;;;5.4.1;;直接复合131 ;;;;5.4.2;;间接复合132 ;;;;5.4.3;;表面复合137 ;;;;5.4.4;;俄歇复合139 ;;;;5.5;;陷阱效应141 ;;;;5.6;;载流子的扩散运动143 ;;;;5.7;;载流子的漂移扩散、爱因关系式147 ;;;;5.8;;连续方程式149 ;;;;5.9;;硅的少数载流子寿命与扩散长度153 ;;;;54 ;;;;参考资料155 第6章;;pn结156 ;;;;6.1;;pn结及其能带图156 ;;;;6.1.1;;pn结的形成和杂质分布［1?3］ 156 ;;;;6.1.2;;空间电荷区157 ;;;;6.1.3;;pn结能带图158 ;;;;6.1.4;;pn结接触电势差159 ;;;;6.1.5;;pn结的载流子分布160 ;;;;6.2;;pn结电流-电压特161 ;;;;6.2.1;;非平衡状态下的pn结161 ;;;;6.2.2;;理想pn结模型及其电流-电压方程［4］ 164 ;;;;6.2.3;;影响pn结电流-电压特偏离理想方程的各种因素［1，2，5］ 167 ;;;;6.3;;pn结电容［1，2，6］ 171 ;;;;6.3.1;;pn结电容的来源171 ;;;;6.3.2;;突变结的势垒电容173 ;;;;6.3.3;;线缓变结的势垒电容177 ;;;;6.3.4;;扩散电容180 ;;;;6.4;;pn结击穿［1，2，8，9］ 181 ;;;;6.4.1;;雪崩击穿181 ;;;;6.4.2;;隧道击穿（齐纳击穿）［10］ 181 ;;;;6.4.3;;热电击穿183 ;;;;6.5;;pn结隧道效应［1，10］ 183 ;;;;86 ;;;;参考资料186 第7章;;金属和半导体的接触187 ;;;;7.1;;金属半导体接触及其能级图187 ;;;;7.1.1;;金属和半导体函数187 ;;;;7.1.2;;接触电势差188 ;;;;7.1.3;;表面态对接触势垒的影响190 ;;;;7.2;;金属半导体接触整流理论192 ;;;;7.2.1;;扩散理论193 ;;;;7.2.2;;热电子195 ;;;;7.2.3;;镜像力和隧道效应的影响197 ;;;;7.2.4;;肖特基势垒二极管199 ;;;;7.3;;少数载流子的注入和欧姆接触0 ;;;;7.3.1;;少数载流子的注入0 ;;;;7.3.2;;欧姆接触1 ;;;;03 ;;;;参考资料3 第8章;;半导体表面与MIS结构4 ;;;;8.1;;表面态4 ;;;;8.2;;表面电场效应［5，6］ 7 ;;;;8.2.1;;空间电荷层及表面势7 ;;;;8.2.2;;表面空间电荷层的电场、电势和电容9 ;;;;8.3;;MIS结构的C-V特216 ;;;;8.3.1;;理想MIS结构的C-V特［5，7］ 216 ;;;;8.3.2;;金属与半导函数差对MIS结构C-V特的影响［5］ 2 ;;;;8.3.3;;绝缘层中电荷对MIS结构C-V特的影响［7］ 221 ;;;;8.4;;硅―二氧化硅系统的质［7］ 223 ;;;;8.4.1;;二氧化硅层中的可动离子［8］ 223 ;;;;8.4.2;;二氧化硅层中的固定表面电荷［7］ 225 ;;;;8.4.3;;在硅―二氧化硅界面处的快界面态［5］ 226 ;;;;8.4.4;;二氧化硅层中的电离陷阱电荷［7］ 228 ;;;;8.5;;表面电导及迁移率228 ;;;;8.5.1;;表面电导［1］ 228 ;;;;8.5.2;;表面载流子的有效迁移率229 ;;;;8.6;;表面电场对pn结特的影响［7］ 230 ;;;;8.6.1;;表面电场作用下pn结的能带图230 ;;;;8.6.2 表面电场作用下pn结的反向电流232 ;;;;8.6.3;;表面电场对pn结击穿特的影响234 ;;;;8.6.4;;表面纯化235 ;;;;35 ;;;;参考资料236 第9章;;半导体异质结构237 ;;;;9.1;;半导体异质结及其能带图［7?9］ 237 ;;;;9.1.1;;半导体异质结的能带图237 ;;;;?9.1.2;;突变反型异质结的接触电势差及势垒区宽度243 ;;;;?9.1.3;;突变反型异质结的势垒电容［4?8］ 245 ;;;;?9.1.4;;突变同型异质结的若干公式246 ;;;;9.2;;半导体异质pn结的电流-电压特及注入特246 ;;;;9.2.1;;突变异质pn结的电流―电压特［7，17］ 247 ;;;;9.2.2;;异质pn结的注入特［17］ 250 ;;;;9.3;;半导体异质结量子阱结构及其电子能态与特252 ;;;;9.3.1;;半导掺杂异质结构界面量子阱252 ;;;;9.3.2;;双异质结间的单量子阱结构254 ;;;;9.3.3;;双势垒单量子阱结构及共振隧穿效应［23］ 258 ;;;;9.4;;半导体应变异质结构259 ;;;;9.4.1;;应变异质结260 ;;;;9.4.2;;应变异质结构中应变层材料能带的改261 ;;;;9.5;;GaN基半导体异质结构262 ;;;;9.5.1;;GaN、AlGaN和InGaN的极化效应262 ;;;;9.5.2;;AlxGa1－xN／GaN异质结构中二维电子气的形成264 ;;;;9.5.3;;InxGa1－xN／GaN异质结构266 ;;;;9.6;;半导体超晶格267 ;;;;70 ;;;;参考资料271 第10章;;半导体的光学质和光电与发光现象273 ;;;;?10.1;;半导体的光学常数273 ;;;;?10.1.1;;折射率和吸收系数273 ;;;;?10.1.2;;反射系数和透射系数275 ;;;;?10.2;;半导体的光吸收［1，2］ 276 ;;;;?10.2.1;;本征吸收276 ;;;;?10.2.2;;直接跃迁和间接跃迁277 ;;;;?10.2.3;;其他吸收过程280 ;;;;?10.3;;半导体的光电导［6，7］ 283 ;;;;?10.3.1;;附加电导率284 ;;;;?10.3.2;;定态光电导及其弛豫过程284 ;;;;?10.3.3;;光电导灵敏度及光电导增益286 ;;;;?10.3.4;;复合和陷阱效应对光电导的影响287 ;;;;?10.3.5;;本征光电导的光谱分布288 ;;;;?10.3.6;;杂质光电导290 ;;;;?10.4;;半导体的光生伏应［8］ 290 ;;;;?10.4.1;;pn结的光生伏应290 ;;;;?10.4.2;;光电池的电流电压特291 ;;;;?10.5;;半导体发光［9，10］ 292 ;;;;?10.5.1;;辐射跃迁292 ;;;;?10.5.2;;发光效率295 ;;;;?10.5.3;;电致发光激发机构296 ;;;;?10.6;;半导体激光［11?14］ 297 ;;;;?10.6.1;;自发辐射和受激辐射297 ;;;;?10.6.2;;分布反转298 ;;;;?10.6.3;;pn结激光器原理299 ;;;;?10.6.4;;激光材料302 ;;;;?10.7;;半导体异质结在光电子器件中的应用302 ;;;;?10.7.1;;单异质结激光器302 ;;;;?10.7.2;;双异质结激光器303 ;;;;?10.7.3;;大光学腔激光器304 ;;;;04 ;;;;参考资料305 第11章;;半导体的热电质307 ;;;;?11.1;;热电效应的一般描述307 ;;;;?11.1.1;;塞贝克效应307 ;;;;?11.1.2;;珀耳帖效应307 ;;;;?11.1.3;;汤姆逊效应308 ;;;;?11.1.4;;塞贝克系数、珀耳帖系数和汤姆逊系数间的关系308 ;;;;?11.2;;半导体的温差电动势率310 ;;;;?11.2.1;;子的热力学温度电动势率310 ;;;;?11.2.2;;两种载流子的温差电动势率312 ;;;;?11.2.3;;两种材料的温差电动势率313 ;;;;?11.3;;半导体的珀耳帖效应314 ;;;;?11.4;;半导体的汤姆逊效应315 ;;;;?11.5;;半导体的热导率316 ;;;;?11.5.1;;载流子对热导率的贡献317 ;;;;?11.5.2;;声子对热导率的贡献［1］ 318 ;;;;?11.6;;半导体热电效应的应用319 ;;;; ;;;;参考资料3 第12章;;半导体磁和压阻效应321 ;;;;12.1;;霍耳效应321 ;;;;12.1.1;;子的霍耳效应321 ;;;;?12.1.2;;载流子在电磁场中的运动323 ;;;;12.1.3;;两种载流子的霍耳效应325 ;;;;12.1.4;;霍耳效应的应用327 ;;;;?12.2;;磁阻效应328 ;;;;?12.2.1;;物理磁阻效应328 ;;;;?12.2.2;;几何磁阻效应330 ;;;;?12.2.3;;磁阻效应的应用［8，9，10］331 ;;;;12.3;;磁光效应332 ;;;;12.3.1;;朗道（Landau）能级［11］ 332 ;;;;12.3.2;;带间磁光吸收334 ;;;;12.4;;量子化霍耳效应335 ;;;;?12.5;;热磁效应337 ;;;;?12.5.1;;爱廷豪森效应337 ;;;;?12.5.2;;能斯脱效应338 ;;;;?12.5.3;;里吉―勒迪克效应338 ;;;;?12.6;;光磁电效应339 ;;;;?12.6.1;;光扩散电势差339 ;;;;?12.6.2;;光磁电效应［15］ 340 ;;;;?12.7;;压阻效应342 ;;;;?12.7.1;;压阻系数343 ;;;;?12.7.2;;液体静压强作用下的效应345 ;;;;?12.7.3;;单轴拉伸或压缩下的效应346 ;;;;?12.7.4;;压阻效应的应用348 ;;;;49 ;;;;参考资料350 第13章;;非晶态半导体352 ;;;;?13.1;;非晶态半导体的结构352 ;;;;?13.2;;非晶态半导体中的电子态［3］ 355 ;;;;?13.2.1;;无序体系中电子态的定域化355 ;;;;?13.2.2;;迁移率边356 ;;;;?13.2.3;;非晶态半导体的能带模型357 ;;;;?13.2.4;;非晶态半导体的化学键结构358 ;;;;?13.3;;非晶态半导体中的缺陷、隙态与掺杂效应359 ;;;;?13.3.1;;四面体结构非晶态半导体中的缺陷和隙态360 ;;;;?13.3.2;;硫系非晶态半导体的缺陷与缺陷定域态361 ;;;;?13.3.3;;Ⅳ族元素非晶态半导体的掺杂效应364 ;;;;?13.4;;非晶态半导体中的电学质365 ;;;;?13.4.1;;非晶态半导体的导电机理365 ;;;;?13.4.2;;非晶态半导体的漂移迁移率368 ;;;;?13.4.3;;非晶态半导体的弥散输运过程369 ;;;;?13.5;;非晶态半导体中的光学质371 ;;;;?13.5.1;;非晶态半导体的光吸收371 ;;;;?13.5.2;;非晶态半导体的光电导373 ;;;;?13.6;;a-Si：H 的pn结与金―半接触特375 ;;;;参考资料376 ;;;;附录A;;常用物理常数和能量表达变换表377 ;;;;附录B;;半导体材料物理质表378 ;;;;附录C;;主要参数符号表384 ;;;;参考文献388

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