復(fù)旦大學(xué)(微電子)半導(dǎo)體器件第二章平衡載流子-在線(xiàn)瀏覽
2025-03-22 00:20本頁(yè)面
【正文】 學(xué)計(jì)算表明引入電子有效質(zhì)量就可以用經(jīng)典力學(xué)的方法來(lái)處理單晶中電子行為。用晶列指數(shù)或晶面指數(shù)表示晶體的取向。 ? 一個(gè)能帶中電子的有效質(zhì)量有正有負(fù)。 ? 接近填滿(mǎn)的能帶中電子的整體行為可以用空穴來(lái)描述。 ? 電子和空穴兩種不同載流子的存在和可控是集成電路工藝的前提。 ? 雜質(zhì)、缺陷會(huì)在晶體中形成局域能級(jí)，該能級(jí)會(huì)起施主、受主、復(fù)合中心或陷阱中心的作用。 ? 導(dǎo)帶中某能量 E的電子的狀態(tài)密度為 ? 費(fèi)米分布函數(shù)：在熱平衡情況下，考慮到一個(gè)量子態(tài)最多只能被一個(gè)電子占有，能量為 E的單量子態(tài)被電子占有的幾率為： ? 一個(gè)狀態(tài)要么被一個(gè)電子占有要么沒(méi)有電子占有，該狀態(tài)空著的幾率是： ? ? ? ? ? ?3 / 2 1 / 2342 ceccmN E E Eh???? ? 1e xp 1eFBfE EEkT? ????????? ? 11 ( )e xp 1ehFBf E f EEEkT? ? ? ??? ?????Bk 是 玻 爾 茲 曼 常 數(shù) 費(fèi)米分布函數(shù)和玻爾茲曼分布函數(shù) ? 處于費(fèi)米能級(jí)相同位置的能量狀態(tài)上，電子占有的幾率是 1/2,費(fèi)米能級(jí)表示電子的平均填充水平。 導(dǎo)帶電子濃度 ? 半導(dǎo)體單位體積內(nèi)，導(dǎo)帶所有能量電子的總和。 ? 空穴也是如此 0 e xpcFcBEEnNkT?? ???????0 e xpFVVBEEpNkT???????? ?? ?3 18 19 183 18 19 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(dǎo)體是指純凈完美的單晶半導(dǎo)體。 ? 考慮到一個(gè)量子態(tài)只能被一個(gè)電子占有時(shí)要用費(fèi)米分布函數(shù)，如果不限定一個(gè)量子態(tài)上占有的電子數(shù)就可以用波茲曼分布函數(shù)。 ? 在計(jì)算導(dǎo)帶電子和價(jià)帶空穴時(shí)用玻爾茲曼分布近似，所得結(jié)果只在載流子濃度很低（狀態(tài)填充率低）時(shí)成立。如果該能級(jí)有 g個(gè)自旋簡(jiǎn)并度，就有g(shù)個(gè)量子態(tài)可以被電子占有，但是在施主束縛了一個(gè)電子后就呈現(xiàn)電中性，所以不會(huì)再束縛更多電子。 00 DDn p N n? ? ?0e xp cFcBEEnNkT?????????0 e xpFVV
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