《半导体器件基础》

目录1

序……………………………………………………………………………ⅰ第一章 半导体的物理基础1

1-1 晶体结构1

1-2 固体的价键模型4

1-3 有效质量和能带的概念5

1-4 半导体中的自由载流子浓度10

1-5 本征和非本征半导体16

1-6 电子和空穴的散射与漂移21

1-7 半导体中的传导电流和扩散电流26

第二章 半导体的非平衡特性34

2-1 载流子的产生、复合和注入34

2-2 载流子的注入水平35

2-3 复合机制36

2-4 复合瞬态响应42

2-5 表面复合43

2-6 静电场和势44

2-7 非均匀半导体和自建电场46

2-8 准费米能级47

2-9 半导体中的基本控制方程49

第三章 器件制造工艺56

3-1 衬底制备和结的形成56

3-2 平面工艺59

3-3 固态杂质扩散60

3-4 外延生长67

3-5 热氧化71

3-6 氧化硅和氮化硅掩蔽76

3-7 离子注入78

3-8 掺杂层的表征83

第四章 p-n结90

4-1 平衡突变结91

4-2 耗尽近似94

4-3 加偏压的p-n结97

4-4 少数载流子的注入与输运100

4-5 直流电流-电压特性102

4-6 空间电荷区的复合电流和产生电流107

4-7 隧道电流109

4-8 V-I特性的温度依赖性112

4-9 小讯号交流分析113

4-10 过渡电容、求杂质分布和变容二极管116

4-11 电荷贮存和反向瞬变：阶跃恢复二极管120

4-12 p-n结中的雪崩击穿125

第五章 金属-半导体结135

5-1 肖脱基势垒的能带图135

5-2 电流-电压特性140

5-3 镜像力降低势垒高度145

5-4 金属-绝缘体-半导体肖脱基二极管146

5-5 肖脱基势垒二极管和p-n结二极管之间的比较147

5-6 欧姆接触：非整流的M-S结149

5-7 肖脱基势垒二极管的结构151

5-8 肖脱基势垒二极管的应用151

5-9 异质结153

第六章 太阳电池和发光二极管160

6-1 半导体中的光吸收160

6-2 光生伏特效应和太阳电池效率162

6-3 光产生电流和收集效率166

6-4 材料选择和设计考虑169

6-5 肖脱基势垒和MIS太阳电池174

6-6 p-n结的光产生：发光二极管（LED）176

6-7 少数载流子注入和注入效率177

6-8 内量子效率178

6-9 外量子效率180

6-10 肉眼的灵敏度和亮度183

6-11 材料考虑185

7-1 引言196

第七章 结型场效应晶体管196

7-2 JFET的理论198

7-3 静态特性201

7-4 小讯号参数和等效电路203

7-5 截止频率206

7-6 肖脱基势垒场效应晶体管206

7-7 夹断后JFET的性能207

第八章 金属-氧化物-半导体晶体管211

8-1 理想MOS结构的表面电荷区212

8-2 MOS电容器217

8-3 沟道电导219

8-4 平带电压和阈值电压221

8-5 表面态和氧化硅中的电荷225

8-6 MOS晶体管的静态特性228

8-7 小讯号参数和等效电路232

8-8 衬底（本体）偏压的影响234

8-9 制造工艺235

8-10 其他场效应晶体管240

第九章 双极结型晶体管245

9-1 晶体管的作用245

9-2 电流增益与电流-电压特性249

9-3 电流分量和电流增益表示式的推导251

9-4 爱拜尔斯-莫尔方程256

9-5 缓变基区晶体管258

9-6 基区扩展电阻和电流集聚261

9-7 晶体管的频率响应263

9-8 混接π型等效电路267

9-9 开关晶体管269

9-10 击穿电压273

9-11 p-n-p-n二极管276

9-12 硅可控整流器（可控硅）279

9-13 双向p-n-p-n开关281

第十章 集成器件288

10-1 双极集成器件的隔离工艺288

10-2 集成双极晶体管294

10-3 多晶体管结构296

10-4 侧向p-n-p晶体管298

10-5 集成注入逻辑300

10-6 MOS倒相器302

10-7 互补MOS（CMOS）倒相器307

10-8 D-MOS和V-MOS晶体管309

10-9 不挥发MIS存贮器件：MNOS和FAMOS结构311

第十一章 电荷转移器件322

11-1 电荷转移的概念322

11-2 MOS电容器的瞬态特性324

11-3 电极排列和制造工艺328

11-4 转移效率333

11-5 电荷的注入、栓测和再生337

11-6 体内（埋入）沟道电荷耦合器件341

11-7 集成斗链器件342

11-8 电荷耦合图象器344

11-9 讯号处理和存贮器应用346

附录354

A 原子、电子和能带354

A-1 玻尔原子354

A-2 物质的波动特性：薛定谔方程356

A-3 状态密度359

A-4 元素的电子结构360

A-5 晶体的能带理论362

B 热离子发射电流的推导369

C 误差函数的一些特性371

答案372

索引378