半導(dǎo)體物理與測試分析

內(nèi)容概要

　　《電子與通信工程系列：半導(dǎo)體物理與測試分析》較全面地介紹了半導(dǎo)體物理與測試分析的基礎(chǔ)知識(shí)。主要內(nèi)容包括：半導(dǎo)體的基本性質(zhì)；半導(dǎo)體中雜質(zhì)和缺陷能級(jí)，以及硅中位錯(cuò)和層錯(cuò)的觀察；平衡態(tài)半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計(jì)分布，雜質(zhì)濃度及其分布的測量技術(shù)；載流子在外電場作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以及霍爾系數(shù)和電導(dǎo)率的測量方法；非平衡載流子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及它們的產(chǎn)生和復(fù)合機(jī)制，少數(shù)載流子壽命的測量；pn結(jié)形成的工藝過程及其電學(xué)特性，pn結(jié)勢壘電容的測量。
　　《電子與通信工程系列：半導(dǎo)體物理與測試分析》可作為高等學(xué)校微電子學(xué)、電子科學(xué)與技術(shù)、應(yīng)用物理等專業(yè)本科生的教材，也可供理工類相關(guān)專業(yè)的本科生、研究生及科技人員參考。

書籍目錄

第1章 半導(dǎo)體的基本性質(zhì)
1.1 半導(dǎo)體特征與晶體結(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 化合物半導(dǎo)體的極性
1.2 半導(dǎo)體的能帶
1.2.1 原子的能級(jí)和晶體的能帶
1.2.2 半導(dǎo)體中電子的狀態(tài)和能帶
1.3 半導(dǎo)體中電子的運(yùn)動(dòng)
1.4 典型半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)
1.4.1 硅和鍺的能帶結(jié)構(gòu)
1.4.2 砷化鎵的能帶結(jié)構(gòu)
1.5 半導(dǎo)體材料簡介
1.5.1 元素半導(dǎo)體
1.5.2 Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體
1.5.3 Ⅱ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體
1.5.4 Ⅳ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體
1.5.5 Ⅳ-Ⅳ族化合物半導(dǎo)體
1.5.6 氧化物半導(dǎo)體
1.5.7 多元化合物半導(dǎo)體
第2章 半導(dǎo)體中雜質(zhì)和缺陷能級(jí)
2.1 硅、鍺晶體中的雜質(zhì)能級(jí)
2.1.1 間隙式雜質(zhì)和替位式雜質(zhì)
2.1.2 施主雜質(zhì)和施主能級(jí)
2.1.3 受主雜質(zhì)和受主能級(jí)
2.1.4 雜質(zhì)的補(bǔ)償作用
2.1.5 深能級(jí)雜質(zhì)
2.2 Ⅲ-Ⅴ族化合物中的雜質(zhì)能級(jí)
2.3 缺陷和位錯(cuò)能級(jí)
2.3.1 缺陷
2.3.2 位錯(cuò)
2.4 硅單晶中位錯(cuò)、層錯(cuò)的觀察
2.4.1 位錯(cuò)
2.4.2 層錯(cuò)
2.4.3 位錯(cuò)和層錯(cuò)的觀察
第3章 平衡態(tài)半導(dǎo)體中載流子的統(tǒng)計(jì)分布
3.1 費(fèi)米能級(jí)及載流子的統(tǒng)計(jì)分布
3.1.1 費(fèi)米分布函數(shù)
3.1.2 玻耳茲曼分布函數(shù)
3.1.3 半導(dǎo)體載流子統(tǒng)計(jì)分布
3.1.4 半導(dǎo)體載流子濃度
3.1.5 載流子濃度乘積
3.2 本征半導(dǎo)體的載流子濃度
3.3 雜質(zhì)半導(dǎo)體的載流子濃度
3.3.1 雜質(zhì)能級(jí)上的量子態(tài)
3.3.2 載流子濃度
3.3.3 多數(shù)載流子濃度與少數(shù)載流子濃度
3.4 費(fèi)米能級(jí)隨溫度的變化關(guān)系
3.4.1 雜質(zhì)半導(dǎo)體載流子濃度與溫度的關(guān)系
3.4.2 雜質(zhì)半導(dǎo)體費(fèi)米能級(jí)與溫度及雜質(zhì)濃度的關(guān)系
3.5 簡并半導(dǎo)體
3.5.1 筒并半導(dǎo)體中載流子濃度
3.5.2 簡并化的條件
3.5.3 禁帶變窄效應(yīng)
3.6 雜質(zhì)濃度及其分布的測量
第4章 半導(dǎo)體的導(dǎo)電性
4.1 載流子的運(yùn)動(dòng)
4.1.1 歐姆定律
4.1.2 漂移運(yùn)動(dòng)和遷移率
4.1.3 電導(dǎo)率和遷移率
4.1.4 載流子散射
4.1.5 半導(dǎo)體的主要散射機(jī)構(gòu)
4.1.6 其他因素引起的散射
4.2 雜質(zhì)濃度、溫度對(duì)遷移率和電阻率的影響
4.2.1 平均自由時(shí)間和散射幾率的關(guān)系
4.2.2 電導(dǎo)率、遷移率與平均自由時(shí)間的關(guān)系
……
第5章 非平衡載流子運(yùn)動(dòng)規(guī)律
第6章 pn結(jié)
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　在一定的溫度下，原子可以在晶格的平衡位置上做熱振動(dòng)而產(chǎn)生熱缺陷。根據(jù)漲落理論，晶體中在格點(diǎn)平衡位置做熱振動(dòng)的原子的能量是有起伏的。當(dāng)某原子的能量起伏足夠大時(shí)，它就能脫離格點(diǎn)而跑到鄰近的空隙中去，并在失去多余的能量后就被束縛在那里而成為間隙原子，原來位置則成為空位。這種缺陷在晶體中的數(shù)量強(qiáng)烈地依賴于溫度故稱之為熱缺陷。熱缺陷屬于點(diǎn)缺陷，主要有弗倫克爾缺陷和肖特基缺陷。原子脫離格點(diǎn)后，同時(shí)形成空位和間隙原子，且空位數(shù)等于間隙原子數(shù)，這稱為弗倫克爾缺陷。原子從內(nèi)部跑到表面以外的一個(gè)正常格點(diǎn)位置上構(gòu)成新的一層，其原來位置成為一個(gè)空位，這樣在晶體中只有空位而不存在間隙原子，這稱為肖特基缺陷。由于原子須具有較大的能量才能擠入間隙位置，以及它遷移時(shí)激活能很小，所以晶體中空位一般比間隙原子多得多，因而空位是常見的點(diǎn)缺陷。　　硅、鍺中的空位通常多于其間隙原子，即常見為肖特基缺陷。硅、鍺中的空位周圍最鄰近有4個(gè)原子，每個(gè)原子有一個(gè)不成對(duì)的電子，成為不飽和的共價(jià)鍵，這些鍵傾向于接受電子而表現(xiàn)出受主作用。對(duì)于間隙原子有4個(gè)可以失去的未形成共價(jià)鍵的電子，表現(xiàn)出施主作用?！　≡诨衔锇雽?dǎo)體中，除了熱振動(dòng)引起的空位和間隙原子外，由于成分偏離正常的化學(xué)比，也會(huì)形成點(diǎn)缺陷。例如在砷化鎵中，由于熱振動(dòng)可以使鎵原子離開晶格點(diǎn)形成鎵空位和鎵間隙原子；也可以使砷原子離開晶格點(diǎn)形成砷空位和砷間隙原子。另外，由于砷化鎵中鎵偏多或砷偏多，也能形成砷空位或鎵空位。這些缺陷是起施主還是受主作用，需由實(shí)驗(yàn)確定。已有實(shí)驗(yàn)表明，砷化鎵中的砷空位和鎵空位均表現(xiàn)為受主作用?！　≡阪N、硅等元素半導(dǎo)體中，由于工藝已經(jīng)相當(dāng)完美，固有原子缺陷對(duì)材料的導(dǎo)電類型和電阻率沒有顯著影響，材料的性質(zhì)可通過控制雜質(zhì)的類型和濃度決定。但在化合物半導(dǎo)體中，固有原子缺陷對(duì)于材料的導(dǎo)電類型和電阻率有非常主要的影響。以二元化合物半導(dǎo)體（AB）為例，其B離子空位、A原子間隙都能向?qū)峁╇娮?，而B原子間隙、A離子空位都能向價(jià)帶提供空穴，因而即使不摻雜，材料已經(jīng)是p型或n型了。這種固有原子缺陷濃度可能很高，可以和雜質(zhì)濃度相比甚至比摻進(jìn)去的雜質(zhì)濃度更高，導(dǎo)致化合物半導(dǎo)體摻雜困難?！　　?/pre>




編輯推薦
譚昌龍主編的《半導(dǎo)體物理與測試分析》的特點(diǎn)是：通過結(jié)合半導(dǎo)體實(shí)際，介紹理論知識(shí)，突出半導(dǎo)體的物理圖像，更有利于讀者構(gòu)建半導(dǎo)體物理的知識(shí)體系。本書重在基礎(chǔ)，突出與半導(dǎo)體實(shí)際的聯(lián)系，編寫力求內(nèi)容精簡、重點(diǎn)突出、通俗易懂。





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