半导体器件基础 / 国外电子与通信教材系列
定价：￥139.00
作者： 黄如等
出版时间：2025-04
出版社：电子工业出版社
- 电子工业出版社
- 9787121499685
- 1-1
- 560070
- 60266511-9
- 平塑
- 16开
- 2025-04
- 972
- 552
- 工学
- 电子信息类
- 电子信息、通信技术
- 本科 研究生及以上
内容简介
本书是一本微电子技术方面的入门书籍，全面介绍了半导体器件的基础知识。全书分为三个部分共19章，首先介绍了半导体基础，讲解了半导体物理方面的相关知识及半导体制备工艺方面的基本概念。书中阐述了pn结、双极结型晶体管(BJT)和其他结型器件的基本物理特性，并给出了相关特性的定性与定量分析。最后讨论了场效应器件，除了讲解基础知识，还分析了小尺寸器件相关的物理问题，并介绍了一些新型场效应器件。全书内容丰富、层次分明，兼顾了相关知识的深度与广度，系统讲解了解决实际器件问题所必需的分析工具，并且提供了大量利用计算机实现的练习与习题。
目录
目 录
第一部分 半导体基础
第1章 半导体概要 2
1.1 半导体材料的特性 2
1.1.1 材料的原子构成 2
1.1.2 纯度 3
1.1.3 结构 4
1.2 晶体结构 5
1.2.1 单胞的概念 5
1.2.2 三维立方单胞 5
1.2.3 半导体晶格 7
1.2.4 密勒指数 8
1.3 晶体的生长 11
1.3.1 超纯硅的获取 11
1.3.2 单晶硅的形成 12
1.4 小结 13
习题 13
第2章 载流子模型 17
2.1 量子化概念 17
2.2 半导体模型 18
2.2.1 价键模型 18
2.2.2 能带模型 19
2.2.3 载流子 21
2.2.4 带隙和材料分类 22
2.3 载流子的特性 22
2.3.1 电荷 22
2.3.2 有效质量 23
2.3.3 本征材料内的载流子数 24
2.3.4 载流子数的控制—掺杂 24
2.3.5 与载流子相关的术语 28
2.4 状态和载流子分布 28
2.4.1 态密度 28
2.4.2 费米分布函数 29
2.4.3 平衡载流子分布 32
2.5 平衡载流子浓度 33
2.5.1 n型和p型的公式 33
2.5.2 n型和p型表达式的变换 35
2.5.3 ni和载流子浓度乘积np 36
2.5.4 电中性关系 39
2.5.5 载流子浓度的计算 40
2.5.6 费米能级EF的确定 41
2.5.7 载流子浓度与温度的关系 43
2.6 小结 45
习题 46
第3章 载流子输运 51
3.1 漂移 51
3.1.1 漂移的定义与图像 51
3.1.2 漂移电流 52
3.1.3 迁移率 53
3.1.4 电阻率 58
3.1.5 能带弯曲 61
3.2 扩散 64
3.2.1 扩散的定义与可视化 64
3.2.2 热探针测量法 66
3.2.3 扩散和总电流 67
3.2.4 扩散系数与迁移率的关系 68
3.3 复合-产生 71
3.3.1 复合-产生的定义与可视化 71
3.3.2 动量分析 73
3.3.3 R-G统计 74
3.3.4 少子寿命 78
3.4 状态方程 81
3.4.1 连续性方程 81
3.4.2 少子扩散方程 82
3.4.3 问题的简化和求解 83
3.4.4 解答问题 84
3.5 补充的概念 88
3.5.1 扩散长度 88
3.5.2 准费米能级 89
3.6 小结 91
习题 93
第4章 器件制备基础 101
4.1 制备过程 101
4.1.1 氧化 101
4.1.2 扩散 104
4.1.3 离子注入 106
4.1.4 光刻 108
4.1.5 薄膜淀积 109
4.1.6 外延 111
4.2 器件制备实例 112
4.2.1 pn结二极管的制备 112
4.2.2 计算机CPU的工艺流程 113
4.3 小结 117
第一部分补充读物和复习 118
可选择的/补充的阅读资料列表 118
图的出处/引用的参考文献 119
术语复习一览表 119
第一部分—复习题和答案 121
第二部分A pn结二极管
第5章 pn结的静电特性 132
5.1 引言 132
5.1.1 结的相关术语/理想杂质分布 132
5.1.2 泊松方程 133
5.1.3 定性解 134
5.1.4 内建电势（Vbi） 136
5.1.5 耗尽近似 139
5.2 定量的静电关系式 140
5.2.1 假设和定义 140
5.2.2 VA = 0条件下的突变结 141
5.2.3 VA ≠ 0条件下的突变结 144
5.2.4 结果分析 147
5.2.5 线性缓变结 150
5.3 小结 152
习题 152
第6章 pn结二极管：I -V特性 158
6.1 理想二极管方程 158
6.1.1 定性推导 158
6.1.2 定量求解方案 161
6.1.3 严格推导 165
6.1.4 结果分析 166
6.2 与理想情况的偏差 173
6.2.1 理论与实验的比较 173
6.2.2 反向偏置的击穿 175
6.2.3 复合-产生电流 181
6.2.4 VA→Vbi时的大电流现象 186
6.3 一些需要特别考虑的因素 189
6.3.1 电荷控制方法 189
6.3.2 窄基区二极管 190
6.4 小结 193
习题 194
第7章 pn结二极管：小信号导纳 201
7.1 引言 201
7.2 反向偏置结电容 202
7.2.1 基本信息 202
7.2.2 C-V关系 203
7.2.3 参数提取和杂质分布 206
7.2.4 反向偏置电导 209
7.3 正向偏置扩散导纳 210
7.3.1 基本信息 210
7.3.2 导纳关系式 212
7.4 小结 216
习题 217
第8章 pn结二极管：瞬态响应 219
8.1 瞬态关断特性 219
8.1.1 引言 219
8.1.2 定性分析 220
8.1.3 存贮延迟时间 223
8.1.4 总结 224
8.2 瞬态开启特性 227
8.3 小结 230
习题 231
第9章 光电二极管 234
9.1 引言 234
9.2 光电探测器 235
9.2.1 pn结光电二极管 235
9.2.2 p-i-n和雪崩光电二极管 237
9.3 太阳能电池 240
9.3.1 太阳能电池基础 240
9.3.2 效率研究 240
9.3.3 太阳能电池工艺 242
9.4 LED 243
9.4.1 概述 243
9.4.2 商用LED 245
9.4.3 LED封装和光输出 248
第二部分B BJT和其他结型器件
第10章 BJT基础知识 251
10.1 基本概念 251
10.2 制备工艺 254
10.3 静电特性 255
10.4 工作原理简介 257
10.5 特性参数 259
10.6 小结 260
习题 261
第11章 BJT静态特性 264
11.1 理想晶体管模型 264
11.1.1 求解方法 264
11.1.2 通用解（W为任意值） 267
11.1.3 简化关系式（W LB） 270
11.1.4 埃伯斯-莫尔方程和模型 274
11.2 理论和实验的偏差 276
11.2.1 理想特性与实验特性的比较 277
11.2.2 基区宽度调制 279
11.2.3 穿通 280
11.2.4 雪崩倍增和击穿 281
11.2.5 几何效应 285
11.2.6 复合-产生电流 287
11.2.7 缓变基区 288
11.2.8 品质因素 289
11.3 现代BJT结构 290
11.3.1 多晶硅发射极BJT 290__eo
第一部分 半导体基础
第1章 半导体概要 2
1.1 半导体材料的特性 2
1.1.1 材料的原子构成 2
1.1.2 纯度 3
1.1.3 结构 4
1.2 晶体结构 5
1.2.1 单胞的概念 5
1.2.2 三维立方单胞 5
1.2.3 半导体晶格 7
1.2.4 密勒指数 8
1.3 晶体的生长 11
1.3.1 超纯硅的获取 11
1.3.2 单晶硅的形成 12
1.4 小结 13
习题 13
第2章 载流子模型 17
2.1 量子化概念 17
2.2 半导体模型 18
2.2.1 价键模型 18
2.2.2 能带模型 19
2.2.3 载流子 21
2.2.4 带隙和材料分类 22
2.3 载流子的特性 22
2.3.1 电荷 22
2.3.2 有效质量 23
2.3.3 本征材料内的载流子数 24
2.3.4 载流子数的控制—掺杂 24
2.3.5 与载流子相关的术语 28
2.4 状态和载流子分布 28
2.4.1 态密度 28
2.4.2 费米分布函数 29
2.4.3 平衡载流子分布 32
2.5 平衡载流子浓度 33
2.5.1 n型和p型的公式 33
2.5.2 n型和p型表达式的变换 35
2.5.3 ni和载流子浓度乘积np 36
2.5.4 电中性关系 39
2.5.5 载流子浓度的计算 40
2.5.6 费米能级EF的确定 41
2.5.7 载流子浓度与温度的关系 43
2.6 小结 45
习题 46
第3章 载流子输运 51
3.1 漂移 51
3.1.1 漂移的定义与图像 51
3.1.2 漂移电流 52
3.1.3 迁移率 53
3.1.4 电阻率 58
3.1.5 能带弯曲 61
3.2 扩散 64
3.2.1 扩散的定义与可视化 64
3.2.2 热探针测量法 66
3.2.3 扩散和总电流 67
3.2.4 扩散系数与迁移率的关系 68
3.3 复合-产生 71
3.3.1 复合-产生的定义与可视化 71
3.3.2 动量分析 73
3.3.3 R-G统计 74
3.3.4 少子寿命 78
3.4 状态方程 81
3.4.1 连续性方程 81
3.4.2 少子扩散方程 82
3.4.3 问题的简化和求解 83
3.4.4 解答问题 84
3.5 补充的概念 88
3.5.1 扩散长度 88
3.5.2 准费米能级 89
3.6 小结 91
习题 93
第4章 器件制备基础 101
4.1 制备过程 101
4.1.1 氧化 101
4.1.2 扩散 104
4.1.3 离子注入 106
4.1.4 光刻 108
4.1.5 薄膜淀积 109
4.1.6 外延 111
4.2 器件制备实例 112
4.2.1 pn结二极管的制备 112
4.2.2 计算机CPU的工艺流程 113
4.3 小结 117
第一部分补充读物和复习 118
可选择的/补充的阅读资料列表 118
图的出处/引用的参考文献 119
术语复习一览表 119
第一部分—复习题和答案 121
第二部分A pn结二极管
第5章 pn结的静电特性 132
5.1 引言 132
5.1.1 结的相关术语/理想杂质分布 132
5.1.2 泊松方程 133
5.1.3 定性解 134
5.1.4 内建电势（Vbi） 136
5.1.5 耗尽近似 139
5.2 定量的静电关系式 140
5.2.1 假设和定义 140
5.2.2 VA = 0条件下的突变结 141
5.2.3 VA ≠ 0条件下的突变结 144
5.2.4 结果分析 147
5.2.5 线性缓变结 150
5.3 小结 152
习题 152
第6章 pn结二极管：I -V特性 158
6.1 理想二极管方程 158
6.1.1 定性推导 158
6.1.2 定量求解方案 161
6.1.3 严格推导 165
6.1.4 结果分析 166
6.2 与理想情况的偏差 173
6.2.1 理论与实验的比较 173
6.2.2 反向偏置的击穿 175
6.2.3 复合-产生电流 181
6.2.4 VA→Vbi时的大电流现象 186
6.3 一些需要特别考虑的因素 189
6.3.1 电荷控制方法 189
6.3.2 窄基区二极管 190
6.4 小结 193
习题 194
第7章 pn结二极管：小信号导纳 201
7.1 引言 201
7.2 反向偏置结电容 202
7.2.1 基本信息 202
7.2.2 C-V关系 203
7.2.3 参数提取和杂质分布 206
7.2.4 反向偏置电导 209
7.3 正向偏置扩散导纳 210
7.3.1 基本信息 210
7.3.2 导纳关系式 212
7.4 小结 216
习题 217
第8章 pn结二极管：瞬态响应 219
8.1 瞬态关断特性 219
8.1.1 引言 219
8.1.2 定性分析 220
8.1.3 存贮延迟时间 223
8.1.4 总结 224
8.2 瞬态开启特性 227
8.3 小结 230
习题 231
第9章 光电二极管 234
9.1 引言 234
9.2 光电探测器 235
9.2.1 pn结光电二极管 235
9.2.2 p-i-n和雪崩光电二极管 237
9.3 太阳能电池 240
9.3.1 太阳能电池基础 240
9.3.2 效率研究 240
9.3.3 太阳能电池工艺 242
9.4 LED 243
9.4.1 概述 243
9.4.2 商用LED 245
9.4.3 LED封装和光输出 248
第二部分B BJT和其他结型器件
第10章 BJT基础知识 251
10.1 基本概念 251
10.2 制备工艺 254
10.3 静电特性 255
10.4 工作原理简介 257
10.5 特性参数 259
10.6 小结 260
习题 261
第11章 BJT静态特性 264
11.1 理想晶体管模型 264
11.1.1 求解方法 264
11.1.2 通用解（W为任意值） 267
11.1.3 简化关系式（W LB） 270
11.1.4 埃伯斯-莫尔方程和模型 274
11.2 理论和实验的偏差 276
11.2.1 理想特性与实验特性的比较 277
11.2.2 基区宽度调制 279
11.2.3 穿通 280
11.2.4 雪崩倍增和击穿 281
11.2.5 几何效应 285
11.2.6 复合-产生电流 287
11.2.7 缓变基区 288
11.2.8 品质因素 289
11.3 现代BJT结构 290
11.3.1 多晶硅发射极BJT 290__eo
