半导体器件物理 (2010 年度畅销榜NO.7034 )

本书结合一些基础的、主要的、常用的半导体器件，介绍了半导体器件的基本结构、主要工艺技术和物理原理。全书内容包括：半导体物理基础、PN结、金属—半导体结、结型场效应晶体管、金属—氧化物—半导体场效应晶体管、半导体太阳电池和光电二极管、半导体发光管和激光器、集成器件和电荷耦合器件等。
本书可作为高等院校微电子、光电子、电子科学与技术等专业本科生和研究生的教材，也可供有关专业的研究人员和工程技术人员参考。

第一章半导体物理基础
1.1半导体的电子状态
1.2载流子的统计分布
1.3简并半导体
1.4载流子的散射
1.5载流子的输运
1.6非平衡载流子

第二章PN结
2.1热平衡PN结
2.2加偏压的PN结
2.3理想PN结的直流电流-电压特性
2.4空间电荷区的复合电流和产生电流
2.5隧道电流
2.61-V特性的温度依赖关系
2.7耗尽层电容求杂质分布和变容二极管
2.8小信号交流分析
2.9电荷贮存和反向瞬变
2.10PN结击穿

第三章双极结型晶体管
3.1双极结型晶体管的结构
3.2基本工作原理
3.3理想双极结型晶体管中的电流传输
3.4埃伯斯—莫尔方程
3.5缓变基区晶体管
3.6基区扩展电阻和电流集聚
3.7基区宽度调变效应
3.8晶体管的频率响应
3.9混接π型等效电路
3.10晶体管的开关特性
3.11击穿电压
3.12P—N—P-N结构
3.13异质结双极晶体管
3.14几类常见的HBT

第四章金属—半导体结
4.1肖特基势垒
4.1.1肖特基势垒的形成
4.1.2加偏压的肖特基势垒
4.2界面态对势垒高度的影响
4.3镜像力对势垒高度的影响
4.4肖特基势垒二极管的电流二电压特性
4.5肖特基势垒二极管的结构
4.6金属—绝缘体—半导体肖特基势垒二极管
4.7肖特基势垒二极管和PN结二极管之间的比较
4.8肖特基势垒二极管的应用
4.9欧姆接触

第五章结型场效应晶体管和金属—半导体场效应晶体管
5.1JFET的基本结构和工作过程
5.2理想JFET的I-V特性
5.3静态特性
5.4小信号参数和等效电路
5.5JFET的截止频率
5.6夹断后的JFET性能
5.7金属—半导体场效应晶体管
5.8JFET和MESFET的类型
5.9异质结MESFET和HEMT

第六章金属—氧化物—半导体场效应晶体管
6.1理想MOS结构的表面空间电荷区
6.2理想MOS电容器
6.3沟道电导与阈值电压
6.4实际MOS的电容—电压特性
6.5MOS场效应晶体管
6.6等效电路和频率响应
6.7亚阈值区
6.8MOS场效应晶体管的类型
6.9影响阈值电压的其余因素
6.10器件尺寸比例

第七章太p日电池和光电二极管
7.1半导体中的光吸收
?.2PN结的光生伏打效应
7.3太阳电池的I/V特性
7.4太阳电池的效率
7.5光产生电流和收集效率
7.6提高太阳电池效率的考虑
7.7肖特基势垒和MIS太阳电池
7.8非晶硅(a—S》太阳电池
7.9光电二极管
7.10光电二极管的特性参数

第8章发光二极管与半导体激光器
8.1辐射复合与非辐射复合
8.1.1辐射复合
8.1.2非辐射复合
8.2LED的基本结构和工作过程
8.3LED的特性参数
8.4可见光LED
8.5红外LED
8.6异质结LED
8.7半导体激光器及其基本结构
8.8半导体受激发射的条件
8.9结型半导体激光器的特性
8.10异质结激光器

第九章集成器件
9.1双极集成器件的隔离工艺
9.2集成电路中的无源元件
9.3双极型反相器
9.4集成注入逻辑
9.5NMOS逻辑门电路
9.6NMOS存储器件
9.7CMOS反相器
9.8砷化镓集成电路

第十章电荷转移器件
10.1电荷转移
10.2深耗尽状态和表面势阱
10.3MOS电容的瞬态特性
10.4信息电荷的输运转换效率
10.5电极排列和CCD制造工艺
10.6体内(埋入)沟道CCD
10.7电荷的注入、检测和再生
10.8集成斗链器件
10.9电荷耦合图像器件
参考文献
附录A物理常数
附录B重要半导体的性质
附录C硅、锗和砷化镓的性质

本书是作者多年来在吉林大学为微电子、光电子和电子科学与技术等专业本科生讲授半导体物理和半导体器件物理课程的教学实践基础上所编写的一部教材。 半导体器件物理一直是吉林大学微电子、光电子和电子科学与技术等专业的主干专业基础课。半导体器件种类繁多，结构各异，性能干差万别，新技术、新工艺、新产品层出不穷，发展极其迅速。由于篇幅和学时所限，任何一本教材都无法囊括所有器件及其工艺技术，也不可能把每一器件的各种性能一一地详尽介绍，更无法跟踪新工艺技术的飞速发展。因此，根据专业要求，结合一些基本的、主要的、有代表性的常用器件，通过对它们的基本结构、工作原理、主要特性和基本工艺技术的介绍，培养学生具备举一反三、触类旁通的进一步深入学习、研究及设计半导体器件的能力是本书编写过程中始终贯彻的指导思想。这也是作者在教学中始终贯彻的指导思想。 本书共分10章。其中第一章为半导体物理基础，这一章所提供的简明而充分的半导体物理知识可作为没有学过半导体物理的读者学习本书以后诸章内容的必要的和足够的准备知识。同时，由于这一章和其后各章的有机结合，也为学习过半导体物理的读者提供了很多的方便。全书由孟庆巨教授主编。中国人民解放军空军航空大学孟庆辉教授和吉林大学刘海波博士参与了本书第四、五、九、十章的编写工作。全书由孟庆巨教授设计、统稿和审核。 在本书编写过程中，作者力图做到物理图像清晰，理论运用准确，数学推导正确，文字叙述简明、流畅。但由于作者学识有限，加之写作时间仓促，错漏之处在所难免。恳请广大读者和同行指正。 在本书编写过程中作者参阅了许多中外有关著作，从中获益匪浅。为了便于读者查阅，同时也为了表达作者对这些著作者的敬意，一些主要著作被列于本书的参考文献之中。 在编写本书的过程中，作者同北京大学张国义教授、南开大学曹亚安教授进行过多次有益的讨论。这些讨论使作者受益良多。 吉林大学电子科学与工程学院院长杜国同教授，副院长郭树旭教授和微电子与光电子学系主任贾刚教授对本书的编写工作给予了大力的支持。作者对以上诸位同志一并表示衷心的感谢。 作 者 2004年于吉林大学