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华南理工大学学士学位论文 P-N结内建电场的数值建模 共52页，15584字。
摘要
本文首先从理论上概述了p-n结数值建模所需的一些基本理论和相关公式，然后对具有简单解析形式的p-n结内建电场的相关公式进行推导, 最后详细研究扩散p-n结中的电场、电势分布及各种参数变化时电势、电场分布的变化情况。
半导体器件动作的基本方程中最重要的是泊松分布方程，它贯穿整个数值建模的过程。对具有简单解析形式的p-n结内建电场相关公式进行的推导是为后续研究扩散p-n结内建电场数值建模提供理论依据。
在扩散p-n结内建电场数值建模中，主要研究对象是高斯分布的p-n结。建立相关的一维泊松分布方程，分析边界及初始条件，并用matlab编程实现在耗尽层近似下和考虑自由载流子两种情况下电场、电势分布情况。之后，考虑在各种参数（如：温度，掺杂浓度，外加偏压）变化时对电场、电势分布的影响。
关键词：p-n结；内建电场；数值建模；势垒区
摘要 I
ABSTRACT II
第一章 绪论 1
1.1 器件数值建模的一般概念 1
1.2 研究的目的和意义 1
第二章 器件模拟化的半导体物理基础 2
2.1 半导体中的电子状态概述 2
2.1.1 半导体中电子状态及能带 2
2.1.2 载流子的有效质量和热运动速度 3
2.1.3 浅能级杂质电离能的简单计算 4
2.2 热平衡条件下的载流子浓度 5
2.2.1 本征半导体 6
2.2.2 掺杂半导体 8
2.3 迁移率，电导率和复合率 10
2.3.1 迁移率 10
2.3.2 电导率 10
2.3.3 复合率 11
2.4 半导体器件动作的基本方程 11
2.4.1 泊松方程 11
2.4.2 电流密度方程 12
2.4.3 连续性方程 12
第三章 简单解析形式的p－n结基本分析 14
3.1 p-n结及能带图 14
3.1.1 p-n结的形成及杂质分布 14
3.1.2 p-n结的接触电势差 15
3.2 具有简单解析形式的p-n结电场强度分析 17
第四章 扩散p-n结内建电场的数值建模 20
4.1 扩散p-n结杂质分布 20
4.1.1 恒定源扩散 20
4.1.2 限定源扩散（即再扩散） 21
4.1.3 高斯分布数值选定 21
4.2 平衡p-n结中内建电场的数值建模 22
4.2.1耗尽层近似下平衡p-n结中内建电场的数值建模 23
4.2.2平衡p-n结中载流子浓度分布 25
4.2.3考虑自由载流子时平衡p-n结中内建电场的数值建模 26
4.3 内建电场分布与温度的关系 29
4.4 内建电场分布与杂质分布的关系 31
4.4.1 耗尽层近似下内建电场分布与杂质浓度关系 32
4.4.2 考虑载流子浓度时的内建电场分布与杂质浓度关系 34
4.5 势垒区电场分布与外加电压的关系 36
4.5.1 非平衡p-n结能带结构及载流子分布 36
4.5.2 外加反向偏压的情况 37
4.5.3 外加较小正向偏压的情况 38
4.5.4 大电压大注入时的情况 41
总结 45
参考文献 47
致谢 48
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