| 书名： | 微电子器件基础教程（高等学校电子信息类专业系列教材） |
| 出版社： | 清华大学出版社 |
| 出版日期 | 2020 |
| ISBN号： | 9787302538226 |
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| 新编本教材内容涵盖半导体材料与器件技术的概述、半导体物理基本知识、PN结二极管、双极型晶体管和MOS场效应晶体管等半导体器件的结构、制备与工作原理，最后还将介绍微电子器件的最新进展等，以及相应部分的MATLAB仿真实验方法。 选材注重基础性和实用性、新颖性与实践性、教材内容精心选择、教材体系精心组织，从时间与空间、前因与后果、主要与次要、抽象与具体等角度由浅入深地阐述教材内容，符合工科学生的认识规律。 |
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| 郭业才，男，1962年11月8日生。博士、教授、博士生导师。2006年全国优秀百篇博士学位论文获得者、安徽省学术与技术带头人、江苏省“六大人才高峰”培养对象、江苏省高校“传感网与现代气象装备”优势学科建设项目（2011-2013）和江苏省高校“信息与通信工程” 优势学科建设项目（2014-2017）方向带头人，作为主要完成人承担了国家自然科学基金、国防重点实验室基金等项目，参与了科技部行业专项、江苏省创新工程项目，主持完成了或正在主持全国优秀博士学位论文作者专项资金、省自然科学基金、省高校自然科学基金(包括一般项目、重点项目、产业化推进项目和重大项目)和省“六大人才高峰”培养对象基金等项目，主持完成了省精品课程《电磁场与电磁波》及省教改工程等项目，正在主持江苏省高等学校“十二五”电子信息专业类(编号：164)重点专业建设项目。获省级科学技术成果奖4项、省级教学成果奖4项、省级鉴定成果3项；出版教材与专著10部。获授权发明专利22项；获授权实用新型专利21项；获软件著作权30项；在国内外重要学术期刊和国际会议上发表学术论文200余篇，被SCI、EI、ISTP等收录的达150多个篇次。正在指导统招博士、硕士研究生 |
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| 本书主要内容为微电子器件的基础理论，涉及半导体材料、载流子输运现象、PN结、双极型晶体管、MOSFET及异质结双极型晶体管等内容。在教材内容组织安排上，从微观机制和宏观结构入手，定量定量分析相结合，深耕器件本质，论述器件内部载流子运动规律和电荷变化规律，器件性能与器件结构、材料与工艺的关系；倡导启发思维，在定量分析过程中，定性描述推导过程，简化繁杂推导细节，给出最终推导结论；注重学思互融，针对主要知识点，辅以大量例题，帮助学生边学习边思考，助推学生消化吸收，巩固学习效果。 |
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| 第1章半导体 1.1半导体材料 1.1.1元素半导体 1.1.2化合物半导体 1.2半导体材料的晶体结构 1.2.1单胞 1.2.2晶面及密勒指数 1.2.3共价键 1.3半导体中的缺陷 1.3.1点缺陷 1.3.2线缺陷 1.4能级与能带 1.4.1能级 1.4.2能量动能 1.4.3固态材料的传导 1.4.4满带电子和半满带电子的特性 1.5本征半导体及载流子浓度 1.5.1本征半导体及导电机构 1.5.2载流子的统计分布 1.5.3本征载流子浓度 1.6杂质半导体及载流子浓度 1.6.1杂质半导体 1.6.2电离能 1.6.3双性杂质 1.6.4电子和空穴的平衡状态分布 1.7简并半导体及其浓度 1.7.1非简并与简并半导体 1.7.2简并半导体中载流子浓度 习题１ 第2章载流子输运现象 2.1载流子漂移运动及其电流密度 2.1.1迁移率 2.1.2载流子漂移电流密度 2.2载流子扩散运动及其电流密度 2.2.1载流子扩散方程 2.2.2载流子扩散电流密度 2.3载流子总电流密度 2.3.1总电子或空穴电流密度 2.3.2总传导电流密度 2.4爱因斯坦关系式 2.4.1感生电场 2.4.2爱因斯坦关系 2.5非平衡载流子的产生与复合 2.5.1非平衡载流子与准费米能级 2.5.2直接复合 2.5.3间接复合 2.5.4表面复合 2.5.5俄歇复合 2.6热电子发射过程 2.7隧穿过程 2.8强电场效应 2.9半导体的基本控制方程 2.9.1连续性方程 2.9.2泊松方程 习题2 第3章PN结 3.1平面工艺 3.1.1氧化 3.1.2光刻 3.1.3扩散或离子注入 3.1.4金属化 3.2PN结能带图及空间电荷区 3.2.1平衡PN结与内建电势 3.2.2空间电荷区电场与电势分布 3.2.3平衡PN结载流子浓度 3.3PN结伏安特性 3.3.1理想PN结 3.3.2PN结正向特性 3.3.3PN结反向特性 3.3.4PN结伏安特性 3.3.5PN结伏安特性的影响因素 3.3.6PN结偏置状态对势垒宽度的影响 3.4PN结电容 3.4.1势垒电容 3.4.2扩散电容 3.5PN结击穿 3.5.1隧道效应 3.5.2雪崩倍增 3.5.3击穿电压的影响因素 习题3 第4章双极型晶体管的直流特性 4.1双极型晶体管结构 4.1.1晶体管类型及结构 4.1.2晶体管的杂质分布 4.2双极型晶体管放大原理 4.2.1晶体管直流放大系数 4.2.2双极型晶体管内载流子的输运过程 4.2.3双极型晶体管的电流放大系数 4.2.4均匀基区晶体管电流增益 4.2.5缓变基区晶体管电流增益 4.2.6影响电流放大系数的因素 4.3晶体管反向直流参数及基极电阻 4.3.1反向电流 4.3.2击穿电压 4.3.3穿通电压 4.3.4基极电阻 4.4双极型晶体管的特性曲线 4.4.1共基极连接直流特性曲线 4.4.2共射极连接直流特性曲线 4.4.3共基极与共射极输出特性曲线的比较 4.4.4共射极输出的非理想特性曲线 习题4 第5章双极型晶体管的交流特性、功率特性与开关特性 5.1晶体管交流小信号电流增益 5.1.1晶体管交流小信号模型 5.1.2晶体管交流小信号传输过程 5.1.3晶体管交流小信号模型等效电路 5.1.4交流小信号传输延迟时间 5.1.5晶体管交流小信号电流增益及其频率特性 5.1.6高频功率增益及最高振荡频率 5.2双极型晶体管的功率特性 5.2.1晶体管集电极最大工作电流 5.2.2基区大注入效应对电流放大系数的影响 5.2.3基区扩展效应对β0和fT的影响 5.2.4发射极电流集边效应 5.2.5晶体管最大耗散功率与热阻 5.2.6晶体管的二次击穿与安全工作区 5.3双极型晶体管的开关原理 5.3.1晶体管开关作用 5.3.2晶体管开关工作区域 5.3.3晶体管开关波形与开关时间 5.3.4晶体管开关过程 5.4晶体管模型及其等效电路 5.4.1晶体管EbersMoll模型及其等效电路 5.4.2电荷控制模型 5.5开关时间计算 5.5.1延迟时间 5.5.2上升时间 5.5.3储存时间 5.5.4下降时间 5.6开关晶体管的正向压降和饱和压降 习题5 第6章MOS场效应晶体管 6.1金属与半导体接触 6.1.1整流接触 6.1.2欧姆接触 6.2MOS结构及其性质 6.2.1理想MOS结构 6.2.2实际MOS结构及其特性 6.2.3平带电压 6.3MOSFET结构及工作原理 6.3.1MOSFET基本结构 6.3.2MOSFET基本类型 6.3.3MOSFET工作原理 6.3.4MOSFET特性曲线 6.4MOSFET阈值电压 6.4.1阈值电压及其计算 6.4.2影响阈值电压的因素 6.5MOSFET直流特性 6.5.1萨支唐方程 6.5.2影响直流特性的因素 6.6MOSFET击穿特性 6.6.1漏源击穿 6.6.2氧化层击穿 6.6.3寄生NPN击穿 6.7MOSFET亚阈特性 6.7.1MOSFET亚阈电流 6.7.2MOSFET亚阈电流计算 6.7.3MOSFET栅压摆幅 6.8MOSFET小信号特性 6.8.1交流小信号参数 6.8.2交流小信号等效电路 6.9MOSFET开关特性 6.9.1开关原理 6.9.2开关时间 6.10沟道变化效应 6.10.1短沟道效应及其对阈值电压的影响 6.10.2窄沟道效应及其对阈值电压的影响 习题6 第7章异质结双极型晶体管 7.1半导体异质结 7.1.1半导体异质结及其能带图 7.1.2半导体异质结的伏安特性 7.2异质结双极型晶体管的结构与特性 7.2.1HBT的器件结构 7.2.2HBT特性 7.3几种常用的异质结双极型晶体管 7.3.1硅基HBT 7.3.2AlGaAs/GaAs HBT 7.3.3InGaAs/InP HBT 7.4GaAs MESFET 7.4.1器件结构 7.4.2工作原理 7.4.3理论模型 7.5高电子迁移率晶体管 7.5.1量子阱结构 7.5.2器件结构与工作原理 7.5.3理论模型 习题7 附录 附录A主要符号表 附录B物理常数表 附录C300K时锗、硅、砷化镓主要物理性质表 附录D单位制、单位换算和通用常数 附录E元素周期表 参考文献 |
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| 微电子元器件是利用微电子工艺技术实现微型化电子系统芯片和器件，使电路与器件的性能和可靠性大幅度提高，体积和成本大幅度 降低。微电子器件主要包括半导体器件和半导体集成电路。半导体集成电路是在半导体器件基础上发展起来的。在半导体器件中，晶 体管是最重要和应用最广泛的电子器件，在此基础上发展起来的集成电路已在通信、智能卡、计算机、多媒体、导航、消费电子和军 工等领域得到广泛应用，推动着科学技术的发展，这导致集成电路设计技术成为电子信息类专业人才的必备知识结构和要求。因此， 《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》（高等教育出版社，2018年出版）明确将“微电子器件”作为电子信息类专业的一门 核心基础课程。 准，编写了《微电子器件基础教程》。本书坚持以能力为重构建内容体系，内容主要针对PN结器件、双极型晶体管和MOSFET三种基本 器件，从微观机制和宏观结构入手，定性定量分析相结合，深耕器件本质，论述器件内部载流子运动规律和电荷变化规律，以及器件 性能与器件参数、材料性质与工艺参数等因素间的关系； 倡导启发思维，在定量分析过程中，定性描述推导过程，简化繁杂推导细 节，给出最终推导结论； 注重学思互融，针对主要知识点，辅以大量例题，帮助学生边学习边思考，助推学生消化吸收，巩固学习 效果。 究、设计、制造和应用奠定了理论基础。学生要真正掌握集成电路设计技术，必须对微电子器件的结构、工作原理及其特性有一定的 理解。学习本课程只需具有普通物理和电子电路基础即可。 ，各学校在使用本书时可根据具体要求做出适当安排。 顾及的，在此一并表示衷心感谢。 示诚挚的谢意！ 作者 |
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