第一章 半导体的基本性质 1
1.1 关于半导体的早期工作 1
1.1.1 “过剩”半导体和“欠缺”半导体 5
1.1.2 碱金属卤化物 5
1.1.3 表面效应和体内效应 6
1.2 半导体的应用 6
1.3 半导体的基本理论 9
1.3.1 导电过程 17
1.4 载流子密度的控制 20
第二章 晶体中的能级 23
2.1 自由电子的波动力学 23
2.2 在周期性势场中的运动 28
2.3 能带的形状 31
2.4 正空穴 38
2.5 在外力场作用下晶体中电子和空穴的运动 39
2.6 能级图 43
2.7 晶体中对电子和空穴运动的阻力 46
第三章 晶体中的杂质和不完整性 47
3.1 不完整性的类型 47
3.1.1 杂质 47
3.1.2 填隙原子和空位 48
3.1.3 位错 49
3.1.4 多边形壁和位错壁 51
3.2 半导体的化学键合 52
3.2.1 离子键 52
3.2.2 同极键 55
3.2.3 混合键 57
3.3 Ⅳ族半导体中的替代式杂质 59
3.3.1 Ⅳ族半导体中的Ⅲ族或Ⅴ族杂质能级 62
3.3.2 Ⅳ族半导体中其他杂质的能级 65
3.3.3 极性半导体中的杂质 65
3.3.4 Ⅲ-Ⅴ族半导体中的杂质 69
3.4 激子 70
第四章 热平衡中的载流子浓度 75
4.1 电子在各能级中的分布 75
4.2 本征半导体 77
4.3 有杂质能级的半导体 83
第五章 电子输运现象 95
5.1 与晶体不完整性的碰撞--弛豫时间τ 95
5.2 恒定的弛豫时间τ 99
5.2.1 电导率 99
5.2.2 霍耳效应 102
5.2.3 横向磁阻 109
5.3 弛豫时间是Ε或ν的函数 110
5.3.1 玻耳兹曼方程 111
5.3.2 电传导 112
5.3.3 τ随能量Ε的变化 116
5.3.4 具有球形等能面的半导体的霍耳效应 119
5.3.5 具有多个能量极值的半导体的霍耳效应 123
5.3.6 具有球形等能面的半导体的磁阻 126
5.3.7 具有椭球等能面的半导体的磁阻 130
5.4 散射机制 139
5.4.1 晶格振动散射 140
5.4.2 声子 145
5.4.3 晶格散射的弛豫时间 148
5.4.4 杂质散射 151
5.4.5 位错散射 156
5.4.6 其他类型的散射 158
5.5 强场效应 160
第六章 半导体中的热效应 169
6.1 热导率 169
6.2 温差电动势率 175
6.3 热磁效应 182
6.3.1 爱廷豪森效应 186
6.3.2 能斯脱效应 189
6.3.3 里纪-勒杜克效应 191
6.4 简并化的情形 192
6.5 强磁场 193
6.6 磁效应的相对大小 194
第七章 半导体中的光学效应和高频效应 196
7.1 半导体的光学常数 196
7.2 基本吸收 200
7.2.1 直接跃迁，Kmin = Kmax 201
7.2.2 直接跃迁，Kmin ≠ Kmax 206
7.2.3 间接跃迁，Kmin ≠ Kmax 207
7.2.4 间接跃迁，Kmin = Kmax 218
7.3 激子吸收 218
7.4 光电导 222
7.5 光磁效应 223
7.6 自由载流子吸收 224
7.7 等离子体共振 230
7.8 磁场中的高频效应 230
7.8.1 回旋共振 231
7.9 磁量子化 235
7.9.1 磁场引起的能带移动 236
7.9.2 振荡磁吸收效应 236
7.10 杂质吸收 237
7.10.1 杂质的自旋共振 240
7.11 晶格吸收 241
7.12 半导体的红外发射 241
第八章 电子和正空穴的扩散 243
8.1 非均匀半导体 243
8.2 爱因斯坦关系 244
8.3 对热平衡的偏离 246
8.4 电子-空穴复合 248
8.5 非本征材料(n>>p或p>>n)中的扩散和漂移 249
8.5.1 连续性方程 250
8.5.2 弱电场 250
8.5.3 载流子的注入(弱电场？) 253
8.5.4 载流子的抽出(弱电场？) 254
8.5.5 强电场(？>0) 255
8.5.6 普遍解 (p<<n) 257
8.6 少数载流子脉冲在电场中的漂移 260
8.7 近本征材料 261
8.7.1 弱电场情形 267
8.7.2 载流子的排除 268
8.7.3 载流子的积累 270
8.8 各种接触现象的比较 271
8.9 p-n结 272
8.9.1 势垒层电容 279
8.9.2 伏安特性 279
8.9.3 p-n结的高频行为 285
8.10 n+-n结和p+-p结 286
8.11 半导体的表面性质 289
8.11.1 场效应 292
8.12 金属-半导体接触 294
8.13 复合机制 298
8.13.1 辐射复合 299
8.13.2 通过陷阱的复合 302
8.13.3 在位错处的复合 306
8.13.4 在低温下同施主或受主的复合 307
8.13.5 表面复合 308
8.14 在丝状样品和薄片样品中的平均寿命 311
8.15 光电导 314
8.15.1 均匀吸收率 316
8.15.2 陷阱效应 318
8.15.3 表面复合效应 321
8.15.4 非均匀吸收率 322
8.16 横向光电压 325
8.17 光磁效应 326
第九章 测定半导体特性的方法 330
9.1 能带结构 330
9.2 禁带宽度ΔΕ 332
9.3 电子和空穴的迁移率 337
9.4 载流子浓度 344
9.5 有效质量 344
9.6 杂质在“禁”带中引起的能级 346
9.6.1 热学方法 346
9.6.2 杂质带导电 347
9.6.3 多能级杂质 348
9.6.4 光学方法 350
9.7 少数载流子寿命 351
9.8 注入比 356
第十章 元素半导体 358
10.1 锗和硅 358
10.1.1 一般物理性质 358
10.1.2 晶体结构 359
10.1.3 能带结构 360
10.1.4 电子和空穴的迁移率 367
10.1.5 ni和σi的值 372
10.1.6 霍耳系数 374
10.1.7 磁阻 376
10.1.8 杂质能级 379
10.1.9 光学性质 382
10.1.10 压力效应 382
10.1.11 温差电动势率 384
10.1.12 熔Ge 386
10.1.13 Si和Ge的其他性质 387
10.1.14 晶体生长和提纯 387
10.1.15 Ge-Si合金 392
10.2 金刚石和灰锡 394
10.2.1 Ⅱb型金刚石 395
10.2.2 高电阻率金刚石中电子和空穴的迁移率 395
10.2.3 灰锡的性质 396
10.3 硒 397
10.4 碲 399
10.4.1 碲中的霍耳效应 400
10.4.2 碲的电导率 400
10.4.3 禁带宽度ΔΕ 401
10.4.4 碲的光学性质 401
10.4.5 电子和空穴的迁移率以及ni值 402
10.4.6 碲中的热效应 402
10.4.7 碲中的少数载流子寿命 403
10.4.8 液态碲 403
10.4.9 Te-Se合金 404
10.5 硼 404
10.6 其他可能的元素半导体 405
第十一章 化合物半导体 407
11.1 Ⅲ-Ⅴ族金属间化合物 407
11.2 InSb 408
11.2.1 InSb的霍耳系数和电导率 408
11.2.2 电子和空穴的迁移率 410
11.2.3 InSb的ni值 411
11.2.4 光学性质 411
11.2.5 有效质量 414
11.2.6 禁带宽度ΔΕ 415
11.2.7 少数载流子寿命 417
11.2.8 杂质能级 418
11.2.9 晶体生长和提纯 418
11.2.10 InSb的其他性质 419
11.3 其他Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体 421
11.3.1 InAs, InP 421
11.3.2 GaSb, GaAs, GaP 423
11.3.3 AlSb 425
11.3.4 Ⅲ-Ⅴ族半导体的合金 426
11.3.5 Ⅲ-Ⅴ族半导体性质的总结 426
11.4 其他金属间化合物半导体 428
11.4.1 Ⅰ-Ⅴ族化合物半导体 428
11.4.2 Ⅱ-Ⅳ族化合物半导体 428
11.4.3 Ⅱ-Ⅴ族化合物半导体 430
11.5 极性化合物半导体 431
11.6 PbS, PbSe, PbTe 432
11.6.1 晶体生长方法 434
11.6.2 霍耳系数和电导率 436
11.6.3 电子和空穴的迁移率 438
11.6.4 光学性质 439
11.6.5 能带结构 443
11.6.6 少数载流子寿命 444
11.6.7 ni值 445
11.6.8 杂质和对化学计量成分的偏离 446
11.6.9 PbS, PbSe, PbTe 的其他性质 450
11.7 CdS, CdSe, CdTe 451
11.8 S, Se, Te 的其他半导体化合物 453
11.8.1 Bi2Te3 454
11.8.2 三元和四元化合物 455
11.9 氧化物半导体 456
11.9.1 Cu2O 457
11.9.2 ZnO, TiO2 458
11.9.3 Fe3O4, NiO 459
11.10 碳化硅 460
第十二章 半导体的若干应用 462
12.1 半导体在电技术中的利用 462
12.2 整流器 462
12.2.1 高频和开关二极管 464
12.2.2 齐纳或者雪崩击穿二级管 466
12.2.3 雪崩注入二极管 466
12.2.4 制作结型二极管的方法 467
12.3 晶体管 469
12.3.1 点接触晶体管 469
12.3.2 丝状晶体管 472
12.3.3 结型晶体管 474
12.3.4 结型晶体管的等效电路 476
12.3.5 结型晶体管结构的能级图 482
12.3.6 制作结型晶体管的方法 483
12.3.7 高频和开关晶体管 484
12.3.8 其他类型的晶体管 485
12.4 光二级管 487
12.5 光电功率发生器 489
12.6 光电管 491
12.7 红外探测器 492
12.7.1 PbS探测器 493
12.7.2 PbTe探测器 495
12.7.3 PbSe探测器 495
12.7.4 InSb探测器 496
12.7.5 掺杂Ge探测器 498
12.8 红外和微波调制器 498
12.9 半导体中霍耳效应的应用 499
12.10 温差电堆和温差电致冷器 500
12.11 热敏电阻、变阻器和其他非线性电阻器 501
附录 关于半导体的一些最近的评述性文章 503
内容索引 504