音像半导体物理与器件(普通高等教育十一五信息类规划教材)裴素华

前言
章 半导体材料的基本质
1.1 半导体与基本晶体结构
1.1.1 半导体
1.1.2 半导体材料的基本特
1.1.3 半导体的晶体结构
1.1.4 晶面及其表示方法
1.1.5 半导体材料简介
1.2 半导体的能带
1.2.1 孤立原子中能级
1.2.2 晶体中的能带
1.. 硅晶体能带的形成过程
1.2.4 能带图的意义及简化表示
1.3 本征半导体与本征载流子浓度
1.3.1 本征半导体的导电机构
1.3.2 热平衡状态与热平衡载流子浓度
1.3.3 本征载流子浓度
1.3.4 费米能级与载流子浓度的关系
1.4 杂质半导体与杂质半导体的载流子浓度
1.4.1 N型半导体与P型半导体
1.4.2 施主与受主杂质能级
1.4.3 杂质半导体的载流子浓度
1.4.4 杂质半导体的费米级其与杂质浓度的关系
1.4.5 杂质半导体随温度的变化
1.5 非平衡载流子
1.5.1 非平衡载流子的产生
1.5.2 非平衡载流子的寿命
1.5.3 非平衡载流子的复合类型
1.5.4 准费米能级
1.6 载流子的漂移运动
1.6.1 载流子的热运动与漂移运动
1.6.2 迁移率弘
1.6.3 半导体样品中的漂移电流密度
1.6.4 半导体的电阻率p
1.7 载流子的扩散运动
1.7.1 扩散方程的建立
1.7.2 根据相应的边界条件确定△P(x)的特解
1.7.3 扩散系数与迁移率的关系——爱因斯坦关系式
1.7.4 扩散长度的物理意义
1.7.5 连续方程
本章小结
思考题和习题
第2章 PN结机理与特
2.1 平衡PN结的机理与特
2.1.1 PN结的制备与杂质分布
2.1.2 平衡PN结形成与能带
2.1.3 平衡PN结的接触电势差
2.1.4 平衡PN结的载流子浓度分布
2.2 正向PN结机理与特
2.2.1 正向偏置与正向注入效应
2.2.2 正向PN结边界少子浓度和少子浓度分布
2.. 正向PN结电流-电压方程式
2.2.4 PN结正向电流的讨论
2.2.5 PN结的大注入效应
2.2.6 正向PN结空间电荷区复合电流
. 反向PN结的机理与特
..1 反向偏置与反向抽取作用
..2 反向PN结边界少子浓度和少子浓度分布
.. 反向PN结电流-电压方程式
..4 反向PN结空间电荷区的产生电流
..5 PN结表面漏电流
.. PN结的伏安特
2.4 PN结空间龟荷区的电场、位分布和宽度
2.4.1 突变结空间电荷区的电场、电位分布和宽度
2.4.2 线缓变结空间电荷区的电场、电位分布和宽度
2.5 PN结击穿机理与击穿特
2.5.1 PN结击穿机理
2.5.2 PN结雪崩击穿电压
2.5.3 影响雪崩击穿电压的主要因素
2.5.4 几种不正常的击穿曲线
2.6 PN结的电容特
2.6.1 PN结的势垒电容
2.6.2 PN结的扩散电容
2.7 晶体二极管特与设计考虑
2.7.1 晶体二极管的基本结构
2.7.2 晶体二极管的伏安特与主要参数
2.7.3 几种特殊二极管
2.7.4 半导体二极管设计考虑与制备范例
本章小结
思考题和习题
第3章 双极型晶体管
3.1 晶体管的结构与工作原理
3.1.1 晶体管的基本结构
3.1.2 晶体管的制备工艺与杂质分布
3.1.3 晶体管的工作原理
3.1.4 晶体管的放大功能
3.2 晶体管的电流放大特
3.2.1 晶体管的能带、浓度分布及载流子的传输
3.2.2 晶体管内的电流传输与各端电流的形成
3.. 晶体管的直流电流方程式
3.2.4 晶体管的直流电流放大系数
3.2.5 晶体管电流放大系数的定量分析
3.2.6 影响晶体管直流电流放大系数的因素
3.3 晶体管的直流特曲线
3.3.1 共基极连接直流特曲线
3.3.2 共发极连接直流特曲线
3.3.3 共基极与共发极输出特曲线的比较
3.3.4 共发极输出特曲线的讨论
3.4 晶体管的反向电流与击穿电压
3.4.1 晶体管的反向电流
3.4.2 晶体管的反向击穿电压
3.4.3 穿通电压
3.5 晶体管的频率特
3.5.1 晶体管交流电流放大系数
3.5.2 晶体管频率特参数
3.5.3 交流电流放大系数随频率变化的物理原因
3.5.4 晶体管高频等效电路
3.5.5 共基极交流电流放大系数α及截止频率fα的定量分析
3.5.6 共发极交流电流放大系数β、fβ及fT的定量分析
3.5.7 高频功率增益和振荡频率
3.5.8 晶体管的噪声
3.6 晶体管的功率特
3.6.1 晶体管集电极工作电流
3.6.2 基区大注入效应对电流放大系数的影响
3.6.3 基区扩展效应对β0和fT的影响
3.6.4 发极电流集边效应
3.6.5 晶体管耗散功率与热阻
3.6.6 晶体管的二次击穿与安全工作区
3.7 晶体管的开关特
3.7.1 晶体管的开关作用
3.7.2 晶体管的开关工作区域
3.7.3 晶体管的开关波形和开关时间
3.7.4 晶体管的开关过程和影响开关时间的因素
3.7.5 提高晶体管开关速度的途径
3.7.6 开关晶体管的正向压降与饱和压降
3.8 晶闸管
3.8.1 晶闸管的基本结构与基本特
3.8.2 晶闸管的工作原理
3.8.3 晶闸管几种主要派生器件
本章小结
思考题和习题
第4章 MOS场效应晶体管
4.1 MOS结构与基本质
4.1.1 理想MOS结构及基本质
4.1.2 实际MOS结构及基本特
4.2 MOS场效应晶体管的工作原理与基本特
4.2.1 MOS场效应晶体管的基本工作原理
4.2.2 MOS场效应晶体管的转移特
4.. MOS场效应晶体管的输出特
4.3 MOS场效应晶体管的阈值电压
4.3.1 阈值电压
4.3.2 影响阈值电压的诸因素
4.4 MOS场效应晶体管的直流伏安特
4.4.1 伏安特方程基本表示式
4.4.2 亚阈区的伏安特
4.4.3 击穿区的伏安特与击穿机理
4.4.4 输出特曲线与直流参数
4.5 MOS场效应晶体管的频率特
4.5.1 MOS场效应晶体管的交流小信号参数
4.5.2 MOS场效应晶体管交流小信号等效电路
4.5.3 MOS场效应晶体管的高频特
4.6 MOS场效应晶体管的开关特
4.6.1 MOS场效应晶体管的开关作用
4.6.2 MOS场效应晶体管的开关过程
4.6.3 MOS场效应晶体管的开关时间计算
4.7 MOS场效应晶体管的温度特
4.7.1 迁移率随温度的变化
4.7.2 阈值电压的温度特
4.7.3 MOS场效应晶体管几个主要参数的温度特
4.8 MOS场效应晶体管短沟道效应
4.8.1 阈值电压的变化
4.8.2 漏特及跨导的变化
4.8.3 弱反型区(亚阈值)漏电流变化
4.8.4 长沟道器件的沟道长度限制
本章小结
思考题和习题
第5章 半导体器件制备技术
5.1 晶体生长与外延
5.1.1 晶体基本生长技术
5.1.2 晶体外延生长技术
5.2 硅的热氧化
5.2.1 SiO2的结构、质与作用
5.2.2 硅热氧化形成SiO2的机理
5.. SiO2的制备方法
5.2.4 SiO2质量的宏观检验
5.3 光刻与刻蚀技术
5.3.1 光刻过程简介
5.3.2 新一代图形曝光技术
5.3.3 刻蚀技术
5.4 半导体中的杂质掺杂
5.4.1 杂质扩散机理与方法
5.4.2 离子注入原理与系统
5.5 介质薄膜化学气相淀积技术
5.5.1 二氧化硅的化学气相淀积
5.5.2 氮化硅的化学气相淀积
5.5.3 多晶硅的化学气相淀积
5.6 金属薄膜的物理气相淀积技术
5.6.1 金属膜的蒸发
5.6.2 金属膜的溅
5.7 制备半导体器件工艺流程
5.7.1 硅平面晶体管工艺流程
5.7.2 MOS晶体管与MOS集成电路工艺流程
5.7.3 P阱硅栅CMOS工艺和元件的形成过程
本章小结
思考题和习题
第6章 Ga在SiO2/Si结构下的开管掺杂
6.1 Ga在SiO2/Si结构开管掺杂的背景
6.1.1 传统扩散杂质的选择
6.1.2 开管扩镓的出现及与工艺的比较
6.1.3 Ga在SiO2/Si结构温区开管掺杂的产生
6.2 开管扩镓原理
6.2.1 扩散装置与系统内的化学反应
6.2.2 开管扩镓的主要步骤
6.. Ga在SiO2/Si结构下的
扩散原理
6.3 Ga在SiO2/Si结构下的分布规律
6.3.1 开管扩镓模型的初步建立
6.3.2 Ga在SiO2/Si结构下的分布规律
6.3.3 Ga在SiO2/Si界面上的分凝效应
6.4 Ga基区晶体管
6.4.1 Ga基区晶体管的制备及其电学能
6.4.2 Ga基区晶体管的负阻效应
6.4.3 Ga基区晶体管的完善与展望
6.5 开管扩镓技术在力电器件中的应用
6.5.1 Ga阶梯式深结分布在普通晶闸管中的应用
6.5.2 Ga的高斯分布在快速晶闸管中的应用
本章小结
思考题和习题
附录
附录A 主要符号表
附录B 物理常数表
附录C 300K时锗、硅、砷化镓主要物理质表
附录D 求扩散结杂质浓度梯度aj的图表及方法
参考文献

本书从系统和对独立考虑，在内容的选取和编排上力求实用。本书主要介绍了半导体的基本质和PN结机理与特，重点阐述了双极型晶体管和MOS场效应晶体管的基本工作原理、特和电学参数，介绍了半导体器件制备技术，并涵盖了新技术及发展趋势，Ga在SiO2/Si结构下的开管掺杂及其在半导体器件中的应用等。同时，省略了烦琐的数学推导，在每章后附有本章小结和与内容相配套的思考题与习题，供读者强化所学知识。