半导体器件导论（英文版）

图书标准信息

• 作者 [美]Donald A. Neamen(唐纳德 · A. 尼曼
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2023-03
• 版次 1
• ISBN 9787121448973
• 定价 129.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 页数 692页
• 字数 1.44千字

【内容简介】

本书适合作为集成电路、微电子、电子科学与技术等专业高年级本科生和研究生学习半导体器件物理的双语教学教材，内容涵盖了量子力学、固体物理、半导体物理和半导体器件的全部内容。全书在介绍学习器件物理所必需的基础理论之后，重点讨论了pn结、金属?C半导体接触、MOS场效应晶体管和双极型晶体管的工作原理和基本特性。最后论述了结型场效应晶体管、晶闸管、MEMS和半导体光电器件的相关内容。本书提供了丰富的习题和自测题，并给出了大量的分析或设计实例，有助于读者对基本理论和概念的理解。

【作者简介】

美国新墨西哥大学电气与计算机工程系教授，于新墨西哥大学获博士学位后，成为Hanscom空军基地固态科学实验室电子工程师。1976年加入新墨西哥大学电气与计算机工程系，从事半导体物理与器件课程和电路课程的教学工作。目前仍为该系的返聘教员。另著有Microelectronics Circuit Analysis and Design, Fourth Edition和Semiconductor Physics and Devices：Basic Principles, Fourth Edition两本教材。

美国新墨西哥大学电气与计算机工程系教授，于新墨西哥大学获博士学位后，成为Hanscom空军基地固态科学实验室电子工程师。1976年加入新墨西哥大学电气与计算机工程系，从事半导体物理与器件课程和电路课程的教学工作。目前仍为该系的返聘教员。另著有Microelectronics Circuit Analysis and Design, Fourth Edition和Semiconductor Physics and Devices：Basic Principles, Fourth Edition两本教材。

【目录】

CHAPTER 1  The Crystal Structure of Solids  固体的晶体结构

1.0  PREVIEW  概览

1.1  SEMICONDUCTOR MATERIALS  半导体材料

1.2  TYPES OF SOLIDS  固体类型

1.3  SPACE LATTICES  空间点阵

1.3.1  Primitive and Unit Cell  原胞与晶胞

1.3.2  Basic Crystal Structures  基本晶体结构

1.3.3  Crystal Planes and Miller Indices  晶面和米勒指数

1.3.4  The Diamond Structure  金刚石结构

1.4  ATOMIC BONDING  原子价键

1.5  IMPERFECTIONS AND IMPURITIES IN SOLIDS  固体中的缺陷和杂质

1.5.1  Imperfections in Solids  固体缺陷

1.5.2  Impurities in Solids  固体中的杂质

Σ1.6  GROWTH OF SEMICONDUCTOR MATERIALS  半导体材料生长

1.6.1  Growth from a Melt  熔体生长

1.6.2  Epitaxial Growth  外延生长

Σ1.7  DEVICE FABRICATION TECHNIQUES: OXIDATION  器件制备技术：氧化

1.8  SUMMARY  小结

PROBLEMS  习题

CHAPTER 2  Theory of Solids  固体理论

2.0  PREVIEW  概览

2.1  PRINCIPLES OF QUANTUM MECHANICS  量子力学的基本原理

2.1.1  Energy Quanta  能量子

2.1.2  Wave-Particle Duality Principle  波粒二象性

2.2  ENERGY QUANTIZATION AND PROBABILITY CONCEPTS  能量量子化和概率

2.2.1  Physical Meaning of the Wave Function  波函数的物理意义

2.2.2  The One-Electron Atom  单电子原子

2.2.3  Periodic Table  元素周期表

2.3  ENERGY-BAND THEORY  能带理论

2.3.1  Formation of Energy Bands  能带的形成

2.3.2  The Energy Band and the Bond Model  能带与价键模型

2.3.3  Charge Carriers—Electrons and Holes  载流子——电子和空穴

2.3.4  Effective Mass  有效质量

2.3.5  Metals, Insulators, and Semiconductors  金属、 绝缘体和半导体

2.3.6  The k-Space Diagram  k 空间能带图

2.4  DENSITY OF STATES FUNCTION  态密度函数

2.5  STATISTICAL MECHANICS  统计力学

2.5.1  Statistical Laws  统计规律

2.5.2  The Fermi-Dirac Distribution Function and the Fermi Energy  费米-狄拉克分布和费米能级

2.5.3  Maxwell-Boltzmann Approximation  麦克斯韦-玻尔兹曼近似

2.6  SUMMARY  小结

PROBLEMS  习题

CHAPTER 3  The Semiconductor in Equilibrium  平衡半导体

3.0  PREVIEW  概览

3.1  CHARGE CARRIERS IN SEMICONDUCTORS  半导体中的载流子

3.1.1  Equilibrium Distribution of Electrons and Holes  电子和空穴的平衡分布

3.1.2  The n0 and p0 Equations  平衡电子和空穴浓度方程

3.1.3  The Intrinsic Carrier Concentration  本征载流子浓度

3.1.4  The Intrinsic Fermi-Level Position  本征费米能级的位置

3.2  DOPANT ATOMS AND ENERGY LEVELS  掺杂原子与能级

3.2.1  Qualitative Description  定性描述

3.2.2  Ionization Energy  电离能

3.2.3  Group III-V Semiconductors  III-V族半导体

3.3  CARRIER DISTRIBUTIONS IN THE EXTRINSIC SEMICONDUCTOR  非本征半导体的载流子分布

3.3.1  Equilibrium Distribution of Electrons and Holes  电子和空穴的平衡分布

3.3.2  The n0 p0 Product  n0 p0 积

Σ3.3.3  The Fermi-Dirac Integral  费米-狄拉克积分

3.3.4  Degenerate and Nondegenerate Semiconductors  简并与非简并半导体

3.4  STATISTICS OF DONORS AND ACCEPTORS  施主和受主的统计分布

3.4.1  Probability Function  概率分布函数

Σ3.4.2  Complete Ionization and Freeze-Out  完全电离与冻析

3.5  CARRIER CONCENTRATIONS—EFFECTS OF DOPING  载流子浓度——掺杂的影响

3.5.1  Compensated Semiconductors  补偿半导体

3.5.2  Equilibrium Electron and Hole Concentrations  平衡电子和空穴浓度

3.6  POSITION OF FERMI ENERGY LEVEL—EFFECTS OF DOPING AND TEMPERATURE  费米能级的位置——掺杂和温度的影响

3.6.1  Mathematical Derivation  数学推导

3.6.2  Variation of EF with Doping Concentration and Temperature  EF 随掺杂浓度和温度的变化

3.6.3  Relevance of the Fermi Energy  费米能级的关联性

Σ3.7  DEVICE FABRICATION TECHNOLOGY: DIFFUSION AND ION IMPLANTATION  器件制备技术：扩散和离子注入

3.7.1  Impurity Atom Diffusion  杂质原子扩散

3.7.2  Impurity Atom Ion Implantation  离子注入

3.8  SUMMARY  小结

PROBLEMS  习题

CHAPTER 4  Carrier Transport and Excess Carrier Phenomena  载流子输运和过剩载流子现象

4.0  PREVIEW  概览

4.1  CARRIER DRIFT  载流子的漂移运动

4.1.1  Drift Current Density  漂移电流密度

4.1.2  Mobility Effects  迁移率

4.1.3  Semiconductor Conductivity and Resistivity  半导体的电导率和电阻率

4.1.4  Velocity Saturation  速度饱和

4.2  CARRIER DIFFUSION  载流子的扩散运动

4.2.1  Diffusion Current Density  扩散电流密度

4.2.2  Total Current Density  总电流密度

4.3  GRADED IMPURITY DISTRIBUTION  渐变杂质分布

4.3.1  Induced Electric Field  感应电场

4.3.2  The Einstein Relation  爱因斯坦关系

4.4  CARRIER GENERATION AND RECOMBINATION  载流子的产生与复合

4.4.1  The Semiconductor in Equilibrium  平衡半导体

4.4.2  Excess Carrier Generation and Recombination  过剩载流子的产生与复合

4.4.3  Generation-Recombination Processes  产生-复合过程

Σ4.5  THE HALL EFFECT  霍尔效应

4.6  SUMMARY  小结

PROBLEMS  习题

CHAPTER 5  The pn Junction and Metal-Semiconductor Contact  pn结和金属-半导体接触

5.0  PREVIEW  概览

5.1  BASIC STRUCTURE OF THE PN JUNCTION  PN结的基本结构

5.2  THE PN JUNCTION—ZERO APPLIED BIAS  零偏PN结

5.2.1  Built-In Potential Barrier  内建电势

5.2.2  Electric Field  电场

5.2.3  Space Charge Width  空间电荷区宽度

5.3  THE PN JUNCTION—REVERSE APPLIED BIAS  反偏PN结

5.3.1  Space Charge Width and Electric Field  空间电荷区宽度与电场

5.3.2  Junction Capacitance  势垒电容

5.3.3  One-Sided Junctions  单边突变结

5.4  METAL-SEMICONDUCTOR CONTACT—RECTIFYING JUNCTION  金属-半导体接触——整流结

5.4.1  The Schottky Barrier  肖特基势垒结

5.4.2  The Schottky Junction—Reverse Bias  反偏肖特基结

5.5  FORWARD APPLIED BIAS—AN INTRODUCTION  正偏结简介

5.5.1  The pn Junction  pn结

5.5.2  The Schottky Barrier Junction  肖特基势垒结

5.5.3  Comparison of the Schottky Diode and the pn Junction Diode  肖特基二极管和pn结二极管的比较

Σ5.6  METAL-SEMICONDUCTOR OHMIC CONTACTS  金属-半导体的欧姆接触

Σ5.7  NONUNIFORMLY DOPED PN JUNCTIONS  非均匀掺杂PN结

5.7.1  Linearly Graded Junctions  线性缓变结

5.7.2  Hyperabrupt Junctions  超突变结

5.8  DEVICE FABRICATION TECHNIQUES: PHOTOLITHOGRAPHY, ETCHING, AND BONDING  器件制备技术：光刻、刻蚀和键合

5.8.1  Photomasks and Photolithography  光学掩膜版和光刻

5.8.2  Etching  刻蚀

5.8.3  Impurity Diffusion or Ion Implantation  杂质扩散或离子注入

5.8.4  Metallization, Bonding, and Packaging  金属化、键合和封装

5.9  SUMMARY  小结

PROBLEMS  习题

CHAPTER 6  Fundamentals of the Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor  MOS场效应晶体管基础

6.0  PREVIEW  概览

6.1  THE MOSFIELD-EFFECT TRANSISTOR ACTION  MOS场效应晶体管作用

6.1.1  Basic Principle of Operation  基本工作原理

6.1.2  Modes of Operation  工作模式

6.1.3  Amplification with MOSFETs  MOSFET放大

6.2  THE TWO-TERMINAL MOSCAPACITOR  双端 MOS电容

6.2.1  Energy-Band Diagrams and Charge Distributions  能带结构和电荷分布

6.2.2  Depletion Layer Thickness  耗尽层厚度

6.3  POTENTIAL DIFFERENCES IN THE MOSCAPACITOR  MOS电容的电势差

6.3.1  Work Function Differences  功函数差

6.3.2  Oxide Charges  氧化层电荷

6.3.3  Flat-Band Voltage  平带电压

6.3.4  Threshold Voltage  阈值电压

Σ6.3.5  Electric Field Profile  电场分布

6.4  CAPACITANCE-VOLTAGE CHARACTERISTICS  电容-电压特性

6.4.1  Ideal C-V Characteristics  理想C-V 特性

Σ6.4.2  Frequency Effects  频率影响

Σ6.4.3  Fixed Oxide and Interface Charge Effects  氧化层固定电荷和界面电荷的影响

6.5  THE BASIC MOSFETOPERATION  MOSFET基本工作原理

6.5.1  MOSFETStructures  MOSFET结构

6.5.2  Current-Voltage Relationship—Basic Concepts  电流-电压关系——基本概念

Σ6.5.3  Current-Voltage Relationship—Mathematical Derivation  电流-电压关系——数学推导

6.5.4  Substrate Bias Effects  衬底偏置效应

6.6  SMALL-SIGNAL EQUIVALENT CIRCUIT AND FREQUENCY LIMITATION FACTORS  小信号等效电路及频率限制因素

6.6.1  Transconductance  跨导

6.6.2  Small-Signal Equivalent Circuit  小信号等效电路