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第一章 半导体中的电子状态
§ 锗和硅的晶体结构特征 金刚石结构的基本特征
§ 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
§ 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§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
§ 回旋共振
§ 硅和锗的能带结构 导带底的位置、个数； 重空穴带、轻空穴
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v1.0 可编辑可修改 第二章 半导体中杂质和缺陷能级
§ 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。
§ 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
§状态密度
定义式：g(E)?dz/dE；
导带底附近的状态密度：gc(E)?4?V?2mn*?h33/2?E?Ec??EV1/2；
价带顶附近的状态密度：gv(E)?4?V
§ 费米能级和载流子的浓度统计分布 Fermi分布函数：f(E)??2m?h3*3/2p?E?1/2
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。
2
v1.0 可编辑可修改 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*n?p032导带底有效状态密度
32?2?mkT?E?EFp0?Nvexpv ， Nv?2k0Th3?E?EV载流子浓度的乘积n0p0?NCNVexp??Ck0T?
§. 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价带顶有效状态密度
??Eg???NCNVexp???的适用范围。
kT??0??Eg?exp???2kT??；
0??载流子浓度的乘积n0p0?ni；它的适用范围。
§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
?EF?EA?11?exp??2kT0??3
v1.0 可编辑可修改 ?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
§ 一般情况下的载流子统计分布
§. 简并半导体
1、重掺杂及简并半导体概念；
2、简并化条件(n型)：EC?EF?0，具体地说：1）ND接近或大于NC时简并；2）ΔED小，则杂质浓度ND较小时就发生简并；3）杂质浓度越大，发生简并的温度范围越宽；4）简并时杂质没有充分电离；5）简并半导体的杂质能级展宽为能带，带隙宽度会减小。 3、杂质能带及杂质带导电。
第四章 半导体的导电性
§ 载流子的漂移运动 迁移率 欧姆定律的微分形式：J??E；
漂移运动；漂移速度vd??E；迁移率?，单位 m/V?s或cm/V?s； 不同类型半导体电导率公式：??nq?n?pq?p
§. 载流子的散射.
半导体中载流子在运动过程中会受到散射的根本原因是什么 主要散射机构有哪些
?32电离杂质的散射：Pi?NiT
22晶格振动的散射：Ps?T
4
32
v1.0 可编辑可修改 § 迁移率与杂质浓度和温度的关系
描述散射过程的两个重要参量：平均自由时间?，散射几率P。他们之间的关系，??1；
p
1、电导率、迁移率与平均自由时间的关系。
pq2?pnq2?n ?n?nqun? ;?p?pqup?**mnmp
??nqun?pqup?nq2?p*mn?pq2?pm*p
2、(硅的)电导迁移率及电导有效质量公式：
?c?q?n11?12?、???? mcmc3?mlmt?3、迁移率与杂质浓度和温度的关系
§ 电阻率及其与杂质浓度和温度的关系 各种半导体的电阻率公式：??1；
nq?n?pq?p不同温区电阻率的变化/不同温区载流子的散射机制。 § 多能谷散射 耿氏效应
用多能谷散射理论解释GaAs的负微分电导。
第五章 非平衡载流子
§ 非平衡载流子的注入与复合
非平衡态与非平衡载流子或过剩载流子； 小注入；
附加电导率：????nq?n??pq?p??pq
5
??n??p?
半导体物理学复习提纲(重点)
