復旦大學(微電子)半導體器件第二章平衡載流子(編輯修改稿)
2025-03-08 00:20 本頁面
【文章內容簡介】 9 18( 10 ) ( 10 ) ( 10 )( 10 ) ( 10 ) ( 10 )??? ? ?? ? ?cVN c m G e Si G aA sN c m G e Si G aA s： 、 、： 、 、 本征載流子濃度 ? 本征半導體是指純凈完美的單晶半導體。 ? 電中性條件要求： ? 由此可得本征載流子濃度： ? 本征費米能級： iinp?1 / 2( ) e xp2gi i c VBEn p N NkT??? ? ?????? ?11 ln22Vi c V BcNE E E k TN? ? ?? ?3 13 10 6( ) ( ) ( ) ( )( 2 10 ) ( 10 ) ( 2 10 )? ? ? ?iEg e V G e Si G aA sn c m G e Si G aA s： 、 、： 、 、 以上結果成立的條件 ? 我們用的是熱平衡態(tài)統計理論，所以只在熱平衡時成立。 ? 考慮到一個量子態(tài)只能被一個電子占有時要用費米分布函數，如果不限定一個量子態(tài)上占有的電子數就可以用波茲曼分布函數。顯然當電子數遠遠少于狀態(tài)數時該限制沒有實際意義，這時兩者可以通用。 ? 在計算導帶電子和價帶空穴時用玻爾茲曼分布近似，所得結果只在載流子濃度很低（狀態(tài)填充率低）時成立。 施主能級和受主能級上電子和空穴的分布幾率 ? 施主能級在電中性時該能級束縛一個電子，該電子被激發(fā)成共有化電子后電離施主帶正電荷。如果該能級有 g個自旋簡并度，就有g個量子態(tài)可以被電子占有，但是在施主束縛了一個電子后就呈現電中性，所以不會再束縛更多電子。這時該能級上電子的分布幾率為 ? 受主能級電中時性束縛一個空穴，受主能級上空穴的分布幾率為： 11 e xp 1eD DFDBfEEg k T???? ?????11 e xp 1pA FAABfg k T?? ? 施、受主能級上的電子和空穴濃度 ? 假設半導體中施主雜質的濃度是 那么施主能級上的電子濃度： ? 假設半導體中受主雜質的濃度是 那么受主能級上的空穴濃度： DN1 e xp 1DD D e DDFDBNn N fEEg k T??????????AN1 e xp 1AA A hAFAAB
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