半導體物理基礎

前言

近年來，半導體科學技術在許多方面都有了深入的發(fā)展，并逐漸形成了若干分支。雖然各分支之間有共同的半導體物理基礎，但是各自的側重點和具體要求很不相同。本書主要講述與晶體管、集成電路等所謂硅平面器件有關的半導體物理基礎。第1章、第2章介紹半導體的一般原理，但內容著重于硅平面器件，對一些微觀理論只作淺顯的介紹。在第3章、第4章中對pn結和半導體表面的物理原理以較大篇幅進行了具體而深入的分析。第5章盡量結合半導體實際，介紹有關晶體和缺陷的基礎知識。在本書編寫過程中，許多工廠、科研單位和高等學校的同志熱情地向我們介紹經(jīng)驗，提供資料，并對寫法提出寶貴建議。這對我們的工作是很大的啟發(fā)和幫助，在此一并表示衷心的感謝。由于我們經(jīng)驗和水平有限，書中難免有不妥之處，誠懇地希望讀者批評指正。

內容概要

本書主要介紹與晶體管、集成電路等所謂硅平面器件有關的半導體物理基礎。第1章、第2章介紹半導體的一般原理；第3章、第4章對pn結、半導體表面和MOS晶體管的物理原理進行具體而深入的分析；第5章結合具體的半導體材料，介紹了有關晶體和缺陷的基礎知識。    本書對一些基本概念的講述做到了深入淺出、便于自學，在結合具體的半導體材料講述晶體缺陷方面做了新的嘗試。本書可以作為高等學校有關課程的教學參考書，也可供從事半導體技術工作的科技人員和工人閱讀。

書籍目錄

前言第1章  摻雜半導體的導電性  1.1 摻雜和載流子  1.2 電導率和電阻率  1.3 遷移率  1.4 測量電阻率的四探針方法  1.5 擴散薄層的方塊電阻第2章  能級和載流子  2.1 量子態(tài)和能級  2.2 多子和少子的熱平衡  2.3 費米能級  2.4 電子的平衡統(tǒng)計分布規(guī)律  2.5 非平衡載流子的復合  2.6 非平衡載流子的擴散第3章  pn結  3.1 pn結的電流一電壓關系  3.2 空間電荷區(qū)中的復合和產(chǎn)生電流  3.3 晶體管的電流放大作用  3.4 高摻雜的半導體和pn結  3.5 pn結的擊穿  3.6 pn結的電容效應  3.7 金屬一半導體接觸第4章  半導體表面  4.1 表面空間電荷區(qū)及反型層  4.2 MIS電容器——理想C(V)特性  4.3 實際MIS電容器的C(V)特性及應用  4.4 硅-二氧化硅系統(tǒng)的性質  4.5 MOS場效應晶體管  4.6 電荷耦合器件第5章  晶格和缺陷  5.1 晶格  5.2 空位和間隙原孑  5.3 位錯  5.4 層錯  5.5 相變和相圖

章節(jié)摘錄

插圖：第1章把半導體看作導電材料，對它的基本導電性進行了較全面的討論。在單純的導電問題中，往往只有一種載流子起主要的作用，所以，第1章僅討論只有一種載流子的情形。但是，半導體中總是同時存在著電子和空穴，它們既相互依存，可以處于相互平衡的狀態(tài)，又可以在一定條件下成對地產(chǎn)生或消滅，從而實現(xiàn)相互轉化。電子和空穴的相互依存和轉化關系對于晶體管、集成電路、光電器件等廣泛的實際問題，都是十分重要的。本章將著重討論與此有關的一些基本規(guī)律。我們所要討論的主要是電子的統(tǒng)計規(guī)律。統(tǒng)計規(guī)律是大量的電子在做微觀運動時表現(xiàn)出來的。我們知道，電子的微觀運動服從不同于一般力學的量子力學規(guī)律，其基本特點包含以下兩種運動形式：（1）電子做穩(wěn)恒的運動，具有完全確定的能量。這種穩(wěn)恒的運動狀態(tài)稱為量子態(tài)。如下面要講的，電子在原子中像行星環(huán)繞太陽一樣做穩(wěn)恒不變的運動，就是一個量子態(tài)。相應的能量稱為能級。（2）在一定條件下，電子可以發(fā)生從一個量子態(tài)轉移到另一個量子態(tài)的突變，這種突變稱為量子躍遷。原子發(fā)生相互碰撞，或吸收光的能量，都可以使電子從一條軌道跳到另一條軌道，即發(fā)生量子躍遷。說明量子躍遷與能量的依賴性。

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