目次（詳細）

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序

 

第Ⅰ部　半導体物性

 

第1章　半導体内部の電子状態

　1.1　はじめに

　1.2　歴史的な経緯

　1.3　水素原子模型の応用

　　1.3.1　水素原子のBohr模型

　　1.3.2　分子への応用：共有結合

　　1.3.3　量子数とPauliの排他律

　　1.3.4　結晶固体における共有結合

　1.4　波動・粒子の二重性

　1.5　波動関数

　　1.5.1　確率と波動関数

　1.6　電子の波動関数

　　1.6.1　１次元空間の自由電子

　　1.6.2　de Broglieの関係式

　　1.6.3　３次元系の自由電子

　　1.6.4　擬似自由電子モデル

　　1.6.5　反射とトンネル

　1.7　光の放射と吸収

　1.8　結晶構造および結晶内の面と方向

　1.9　まとめ

　1.10　付録の参考文献リストについて

　1.11　第1章の参考文献

　1.12　復習のポイント

　1.13　練習問題

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第2章　均一な半導体のキャリヤとバンド構造

　2.1　はじめに

　2.2　結晶内の電子に対する準古典力学

　　2.2.1　１次元結晶

　　2.2.2　３次元結晶

　2.3　伝導帯の構造

　2.4　価電子帯の構造

　2.5　真性半導体

　2.6　外因性半導体(不純物半導体)

　　2.6.1　ドナー

　　2.6.2　アクセプター

　2.7　正孔の概念

　　2.7.1　正孔の電荷

　　2.7.2　正孔の有効質量

　2.8　バンド内の電子の状態密度

　　2.8.1　状態密度と有効質量

　2.9　Fermi-Dirac統計

　　2.9.1　バンド内の電子と正孔に対するFermi-Dirac統計

　2.10　電子と正孔のエネルギー分布

　2.11　非縮退半導体におけるキャリヤ密度の温度依存性

　　2.11.1　高温におけるキャリヤ密度

　　2.11.2　低温におけるキャリヤ密度(キャリヤの凍結)

　2.12　縮退半導体

　　2.12.1　不純物要因のバンドギャップ縮小

　　2.12.2　見かけのバンドギャップ縮小

　　2.12.3　縮退半導体のキャリヤ密度

　2.13　まとめ

　　2.13.1　非縮退半導体

　　2.13.2　縮退半導体

　2.14　付録の参考文献リストについて

　2.15　第2章の参考文献

　2.16　復習のポイント

　2.17　練習問題

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第3章　均一な半導体におけるキャリヤの挙動

　3.1　はじめに

　3.2　ドリフト電流

　3.3　キャリヤの移動度

　　3.3.1　キャリヤの散乱

　　3.3.2　移動度

　　3.3.3　不純物バンドの移動度

　　3.3.4　移動度の温度依存性

　　3.3.5　高電界の効果

　3.4　拡散電流

　3.5　キャリヤの生成と再結合

　　3.5.1　バンド間のキャリヤ生成と再結合

　　3.5.2　２段階のキャリヤ生成と再結合

　3.6　半導体における光学的な過程

　　3.6.1　光吸収

　　3.6.2　光の放射

　3.7　連続の方程式

　3.8　少数キャリヤの寿命

　　3.8.1　上昇時間

　　3.8.2　下降時間

　3.9　少数キャリヤの拡散距離

　3.10　擬Fermi準位

　3.11　まとめ

　3.12　付録の参考文献リストについて

　3.13　第3章の参考文献

　3.14　復習のポイント

　3.15　練習問題

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第4章　不均一な半導体

　4.1　熱平衡状態におけるFermi準位

　4.2　傾斜ドーピング

　　4.2.1　Einsteinの関係式

　　4.2.2　傾斜ベース・トランジスタの内蔵電界

　4.3　不均一な組成

　4.4　組成勾配と傾斜ドーピングの組合せ

　4.5　まとめ

　4.6　付録の参考文献リストについて

　4.7　第4章の参考文献

　4.8　復習のポイント

　4.9　練習問題

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補遺1：電子と半導体の物理

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補遺1A：量子力学入門

　S1A.1　はじめに

　S1A.2　波動関数

　S1A.3　波動関数と確率

　　S1A.3.1　１次元ポテンシャル井戸の中の粒子

　S1A.4　Schrödinger方程式

　S1A.5　Schrödinger方程式の電子への適用

　S1A.6　量子力学に基づく考察

　　S1A.6.1　自由電子

　　S1A.6.2　擬似自由電子

　　S1A.6.3　ポテンシャル井戸

　　S1A.6.4　１次元の無限に深いポテンシャル井戸

　　S1A.6.5　有限のポテンシャル障壁における反射と透過

　　S1A.6.6　トンネル現象

　　S1A.6.7　有限の深さのポテンシャル井戸

　　S1A.6.8　水素原子

　　S1A.6.9　不確定性原理

　S1A.7　まとめ

　S1A.8　復習のポイント

　S1A.9　練習問題

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補遺1B：半導体物性に関する補足

　S1B.1　キャリヤ密度と移動度の測定

　　S1B.1.1　抵抗率の測定

　　S1B.1.2　Hall効果

　S1B.2　束縛状態の電子に関するFermi-Dirac統計

　S1B.3　半導体におけるキャリヤの凍結

　S1B.4　フォノン

　　S1B.4.1　フォノンによるキャリヤ散乱

　　S1B.4.2　間接的な電子の遷移

　S1B.5　まとめ

　S1B.6　付録の参考文献リストについて

　S1B.7　補遺1Bの参考文献

　S1B.8　復習のポイント

　S1B.9　練習問題

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索引

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