半導(dǎo)體物理與器件

前言

　　20世紀(jì)50年代晶體管誕生以來(lái)，微電子學(xué)及其相關(guān)技術(shù)迅速發(fā)展，現(xiàn)已成為整個(gè)信息時(shí)代的標(biāo)志與基礎(chǔ)。以半導(dǎo)體器件為核心的電子工業(yè)，從1998年開(kāi)始，已發(fā)展成為世界上規(guī)模最大的工業(yè)。發(fā)展電子工業(yè)是弱國(guó)變?yōu)閺?qiáng)國(guó)的必由之路，顯然培養(yǎng)該專(zhuān)業(yè)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的人才是柑當(dāng)重要的。編著本書(shū)的目的正是為各高校近年來(lái)新增設(shè)的電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)及其相關(guān)的電子科學(xué)與技術(shù)等專(zhuān)業(yè)服務(wù)的?！　　栋雽?dǎo)體物理與器件》可作為半導(dǎo)體、微電子學(xué)、微電子技術(shù)、應(yīng)用物理等專(zhuān)業(yè)本科生的必修教材，也可作為其他相關(guān)專(zhuān)業(yè)如電子學(xué)、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、電子信息與工程乃至文科各專(zhuān)業(yè)本科生、研究生的選修教材或自學(xué)參考書(shū)，同時(shí)也可供從事半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用等信息技術(shù)領(lǐng)域的科研與工程技術(shù)人員閱讀與參考?！　”緯?shū)從系統(tǒng)性和相對(duì)獨(dú)立性考慮，在內(nèi)容的選取和編排上力求實(shí)用。第l、2章介紹了半導(dǎo)體的基本性質(zhì)和PN結(jié)機(jī)理與特性，這是半導(dǎo)體物理的基本知識(shí)，可單獨(dú)作為選修半導(dǎo)體物理教材使用，同時(shí)又是后續(xù)章節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)。第3、4章主要介紹了雙極型晶體管和MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管，這是半導(dǎo)體器件中最典型、最普及和最具有代表性的器件，重點(diǎn)闡述了這兩類(lèi)器件的基本工作原理、特性和電學(xué)參數(shù)。為有助于初學(xué)者對(duì)半導(dǎo)體器件理論的理解和掌握，同時(shí)增強(qiáng)對(duì)微電子學(xué)領(lǐng)域的感性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，本書(shū)第5章介紹了半導(dǎo)體器件制備技術(shù)，并涵蓋了新技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)。第6章簡(jiǎn)明扼要地介紹了Ga在SiO：／Si結(jié)構(gòu)下的開(kāi)管摻雜及其在半導(dǎo)體器件中的應(yīng)用，這是作者希望通過(guò)本教材的出版，將多年從事微電子技術(shù)科研和應(yīng)用方面的體會(huì)與大家交流，喚起業(yè)內(nèi)人士對(duì)新成果的關(guān)注和應(yīng)用?！　”緯?shū)本著突出重點(diǎn)、通俗易懂的原則，敘述的重點(diǎn)放在了基本概念、基本工作原理和性能參數(shù)的物理意義上，著重闡述半導(dǎo)體中載流子在各種不同工作條件下的運(yùn)動(dòng)過(guò)程和變化過(guò)程，盡可能地用淺顯易懂的語(yǔ)言表述復(fù)雜的道理，而又不失其精髓。同時(shí)，省略了煩瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，從而使內(nèi)容更精練、重點(diǎn)更突出。在每章后附有本章小結(jié)和與內(nèi)容相配套的思考題與習(xí)題。本書(shū)后有附錄，附錄A是本書(shū)的主要符號(hào)表，附錄B是物理常數(shù)表，附錄c是鍺、硅、砷化鎵主要物理性質(zhì)表，附錄D是求擴(kuò)散結(jié)雜質(zhì)濃度梯度的圖表和方法。本書(shū)各章內(nèi)容可以單獨(dú)選擇或任意組合使用?！　”緯?shū)參考學(xué)時(shí)為90學(xué)時(shí)，可根據(jù)具體情況由老師任意選擇或相互組合使用。　　本書(shū)由北京交通大學(xué)尹遜和博士擔(dān)任主審，審閱了書(shū)稿，付出了大量的精力和勞動(dòng)，并提出了許多寶貴的意見(jiàn)和建議，在此表示衷心的感謝?！　≡诒緯?shū)的編寫(xiě)過(guò)程中，參閱了許多的教材與著作，從中汲取了不少有益的內(nèi)容和敘述方法，在此向作者們深表謝意。　　由于作者水平有限，書(shū)中難免存在一些不足、不妥或有誤之處，懇請(qǐng)有關(guān)專(zhuān)家和讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　本書(shū)較系統(tǒng)全面地闡述了半導(dǎo)體物理的基礎(chǔ)知識(shí)和典型半導(dǎo)體器件的工作原理、工作特性。具體內(nèi)容包括：半導(dǎo)體材料的基本性質(zhì)、PN結(jié)機(jī)理與特性、雙極型晶體管、MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管、半導(dǎo)體器件制備技術(shù)、Ga在SiO（2）/Si結(jié)構(gòu)下的開(kāi)管摻雜共6章。每章后附有內(nèi)容小結(jié)、思考題和習(xí)題。書(shū)后有附錄，附錄A是《半導(dǎo)體物理與器件》的主要符號(hào)表，附錄B是常用物理常數(shù)表，附錄c是鍺、硅、砷化鎵主要物理性質(zhì)表，附錄D是求擴(kuò)散結(jié)雜質(zhì)濃度梯度的圖表和方法。對(duì)《半導(dǎo)體物理與器件》各章內(nèi)容可以單獨(dú)選擇或任意組合使用?！　　栋雽?dǎo)體物理與器件》可作為半導(dǎo)體、微電子技術(shù)、應(yīng)用物理等電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)本科生的必修教材，也可作為電子學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)本科生、研究生選修課教材，以及供信息技術(shù)領(lǐng)域人員參考?！栋雽?dǎo)體物理與器件》配有免費(fèi)的教學(xué)課件，歡迎選用《半導(dǎo)體物理與器件》作為教材的老師索取。

書(shū)籍目錄

前言第1章　半導(dǎo)體材料的基本性質(zhì)1.1　半導(dǎo)體與基本晶體結(jié)構(gòu)1.1.1　半導(dǎo)體1.1.2　半導(dǎo)體材料的基本特性1.1.3　半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)1.1.4　晶面及其表示方法1.1.5　半導(dǎo)體材料簡(jiǎn)介1.2　半導(dǎo)體的能帶1.2.1　孤立原子中電子能級(jí)1.2.2　晶體中電子的能帶1.2.3　硅晶體能帶的形成過(guò)程1.2.4　能帶圖的意義及簡(jiǎn)化表示1.3　本征半導(dǎo)體與本征載流子濃度1.3.1　本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)1.3.2　熱平衡狀態(tài)與熱平衡載流子濃度1.3.3　本征載流子濃度1.3.4　費(fèi)米能級(jí)與載流子濃度的關(guān)系1.4　雜質(zhì)半導(dǎo)體與雜質(zhì)半導(dǎo)體的載流子濃度1.4.1　N型半導(dǎo)體與P型半導(dǎo)體1.4.2　施主與受主雜質(zhì)能級(jí)1.4.3　雜質(zhì)半導(dǎo)體的載流子濃度1.4.4　雜質(zhì)半導(dǎo)體的費(fèi)米能級(jí)及其與雜質(zhì)濃度的關(guān)系1.4.5　雜質(zhì)半導(dǎo)體隨溫度的變化1.5　非平衡載流子1.5.1　非平衡載流子的產(chǎn)生1.5.2　非平衡載流子的壽命1.5.3　非平衡載流子的復(fù)合類(lèi)型1.5.4　準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)1.6　載流子的漂移運(yùn)動(dòng)1.6.1　載流子的熱運(yùn)動(dòng)與漂移運(yùn)動(dòng)1.6.2　遷移率1.6.3　半導(dǎo)體樣品中的漂移電流密度1.6.4　半導(dǎo)體的電阻率1.7　載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)1.7.1　擴(kuò)散方程的建立1.7.2　根據(jù)相應(yīng)的邊界條件確定△p(x)的特解1.7.3　擴(kuò)散系數(shù)與遷移率的關(guān)系愛(ài)因斯坦關(guān)系式1.7.4　擴(kuò)散長(zhǎng)度的物理意義1.7.5　連續(xù)性方程本章小結(jié)思考題和習(xí)題第2章　PN結(jié)機(jī)理與特性2.1　平衡PN結(jié)的機(jī)理與特性2.1.1　PN結(jié)的制備與雜質(zhì)分布2.1.2　平衡PN結(jié)形成與能帶2.1.3　平衡PN結(jié)的接觸電勢(shì)差2.1.4　平衡PN結(jié)的載流子濃度分布2.2　正向PN結(jié)機(jī)理與特性2.2.1　正向偏置與正向注入效應(yīng)2.2.2　正向PN結(jié)邊界少子濃度和少子濃度分布2.2.3　正向PN結(jié)電流一電壓方程式2.2.4　PN結(jié)正向電流的討論’2.2.5　PN結(jié)的大注入效應(yīng)2.2.6　正向PN結(jié)空間電荷區(qū)復(fù)合電流2.3　反向PN結(jié)的機(jī)理與特性2.3.1　反向偏置與反向抽取作用2.3.2　反向PN結(jié)邊界少子濃度和少子濃度分布2.3.3　反向PN結(jié)電流-電壓方程式2.3.4　反向PN結(jié)空間電荷區(qū)的產(chǎn)生電流2.3.5　PN結(jié)表面漏電流2.3.6　PN結(jié)的伏安特性2.4　PN結(jié)空間電荷區(qū)的電場(chǎng)、電位分布和寬度……第3章　雙極型晶體管第4章　MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管第5章　半導(dǎo)體器件制備技術(shù)第6章　Ga在SiO2/Si結(jié)構(gòu)下的開(kāi)管摻雜參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章半導(dǎo)體材料的基本性質(zhì)　　作為一名信息社會(huì)的大學(xué)生，尤其是應(yīng)用物理、微電子學(xué)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子工程與技術(shù)、材料科學(xué)、自動(dòng)控制、電機(jī)工程、通信等專(zhuān)業(yè)的本科生和研究生，可能會(huì)問(wèn)為什么要學(xué)習(xí)半導(dǎo)體物理與器件？答案很簡(jiǎn)單，其一，自1998年以來(lái)，以半導(dǎo)體器件為基礎(chǔ)的電子工業(yè)已發(fā)展成為世界上規(guī)模最大的工業(yè)；其二，當(dāng)你們擁有半導(dǎo)體器件最基本的知識(shí)后，對(duì)深入理解和應(yīng)用電子學(xué)的相關(guān)課程幫助很大，從而使你們對(duì)現(xiàn)在這個(gè)由電子技術(shù)發(fā)展而來(lái)的信息時(shí)代貢獻(xiàn)會(huì)更大?！　“雽?dǎo)體物理學(xué)是半導(dǎo)體器件物理的基礎(chǔ)，為此《半導(dǎo)體物理與器件》首要概括敘述半導(dǎo)體物理學(xué)的基本內(nèi)容，著重介紹半導(dǎo)體材料的基本特性及其與器件原理相關(guān)的概念和結(jié)論。本章以3種最重要的半導(dǎo)體材料：硅（si）、鍺（Ge）、砷化鎵（GaAs）為對(duì)象，介紹半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上簡(jiǎn)要論述能帶理論；求出熱平衡條件下本征半導(dǎo)體的載流子濃度；介紹雜質(zhì)半導(dǎo)體及其相關(guān)特性；敘述非平衡載流子的產(chǎn)生、復(fù)合與壽命；對(duì)半導(dǎo)體中載流子的漂移運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)進(jìn)行討論，并建立起連續(xù)性方程，為第2章PN結(jié)及全書(shū)的內(nèi)容奠定基礎(chǔ)?！　?.1半導(dǎo)體與基本晶體結(jié)構(gòu)　　1.1.1半導(dǎo)體　　自然界中的物質(zhì)大致可分為氣體、液體、固體、等離子體4種基本形態(tài)。因晶體管、集成電路均為固體器件，所以我們關(guān)注的是固體材料。對(duì)于固體材料，若按結(jié)構(gòu)形式可分為晶體與非晶體兩類(lèi)，而晶體又可分為單晶體和多晶體兩種。目前用來(lái)制造半導(dǎo)體器件的典型半導(dǎo)體材料硅、鍺、砷化鎵還必須是單晶體。除此之外，對(duì)于固體材料，若按它們的導(dǎo)電能力則可以分為導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體3種。

圖書(shū)封面

圖書(shū)標(biāo)簽Tags

無(wú)

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    半導(dǎo)體物理與器件 PDF格式下載

---