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半導體物理學(簡明版集成電路科學與工程系列教材)

  • 作者：編者:劉恩科//朱秉升//羅晉生|責編:王曉慶
  • 出版社：電子工業
  • ISBN：9787121468681
  • 出版日期：2024/01/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：283
人民幣：RMB 55 元      售價：元
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內容大鋼
    本書較全面地論述了半導體物理的基礎知識。全書共9章，主要內容為：半導體的晶格結構和電子狀態；雜質和缺陷能級；載流子的統計分佈；載流子的散射及電導問題；非平衡載流子的產生、複合及其運動規律；pn結；金屬和半導體的接觸；半導體表面與MIS結構；半導體異質結構。本書提供配套的教學大綱、電子課件PPT等教學資源。本書可作為高等學校集成電路科學與工程等相關專業半導體物理等相關課程的教材，也可供相關專業的科技人員參考。
作者介紹
編者:劉恩科//朱秉升//羅晉生|責編:王曉慶
目錄
第1章  半導體中的電子狀態
  1.1  半導體的晶格結構和結合性質
    1.1.1  金剛石型結構和共價鍵
    1.1.2  閃鋅礦型結構和混合鍵
    1.1.3  纖鋅礦型結構
  1.2  半導體中的電子狀態和能帶
    1.2.1  原子的能級和晶體的能帶
    1.2.2  半導體中電子的狀態和能帶
    1.2.3  導體、半導體、絕緣體的能帶
  1.3  半導體中電子的運動———有效質量
    1.3.1  半導體中E（k）與k的關係
    1.3.2  半導體中電子的平均速度
    1.3.3  半導體中電子的加速度
    1.3.4  有效質量的意義
  1.4  本征半導體的導電機構———空穴
  1.5  迴旋共振
    1.5.1  k空間等能面
    1.5.2  迴旋共振描述
  1.6  硅和鍺的能帶結構
    1.6.1  硅和鍺的導帶結構
    1.6.2  硅和鍺的價帶結構
  1.7  Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體的能帶結構
    1.7.1  銻化銦的能帶結構
    1.7.2  砷化鎵的能帶結構
    1.7.3  磷化鎵和磷化銦的能帶結構
    1.7.4  混合晶體的能帶結構
  ★1.8  Ⅱ-Ⅵ族化合物半導體的能帶結構
    ★1.8.1  二元化合物的能帶結構
    ★1.8.2  混合晶體的能帶結構
  ★1.9  Si1-xGex合金的能帶
  ★1.10  寬禁帶半導體材料
    ★1.10.1  GaN、AlN的晶格結構和能帶
    ★1.10.2  Sic的晶格結構和能帶
  習題
  參考資料
第2章  半導體中雜質和缺陷能級
  2.1  硅、鍺晶體中的雜質能級
    2.1.1  替位式雜質和間隙式雜質
    2.1.2  施主雜質、施主能級
    2.1.3  受主雜質、受主能級
    2.1.4  淺能級雜質電離能的簡單計算
    2.1.5  雜質的補償作用
    2.1.6  深能級雜質
  2.2  Ⅲ-Ⅴ族化合物中的雜質能級
  ★2.3  氮化鎵、氮化鋁、碳化硅中的雜質能級
  2.4  缺陷、位錯能級
    2.4.1  點缺陷
    2.4.2  位錯
  習題
  參考資料

第3章  半導體中載流子的統計分佈
  3.1  狀態密度
    3.1.1  k空間中量子態的分佈
    3.1.2  狀態密度
  3.2  費米能級和載流子的統計分佈
    3.2.1  費米分佈函數
    3.2.2  玻耳茲曼分佈函數
    3.2.3  導帶中的電子濃度和價帶中的空穴濃度
    3.2.4  載流子濃度乘積nopo
  3.3  本征半導體的載流子濃度
  3.4  雜質半導體的載流子濃度
    3.4.1  雜質能級上的電子和空穴
    3.4.2  ｎ型半導體的載流子濃度
  3.5  一般情況下的載流子統計分佈
  3.6  簡並半導體
    3.6.1  簡並半導體的載流子濃度
    3.6.2  簡並化條件
    3.6.3  低溫載流子凍析效應
    3.6.4  禁帶變窄效應
  3.7  電子佔據雜質能級的概率
    3.7.1  電子佔據雜質能級概率的討論
    3.7.2  求解統計分佈函數
  習題
  參考資料
第4章  半導體的導電性
  4.1  載流子的漂移運動和遷移率
    4.1.1  歐姆定律
    4.1.2  漂移速度和遷移率
    4.1.3  半導體的電導率和遷移率
  4.2  載流子的散射
    4.2.1  載流子散射的概念
    4.2.2  半導體的主要散射機構
  4.3  遷移率與雜質濃度和溫度的關係
    4.3.1  平均自由時間和散射概率的關係
    4.3.2  電導率、遷移率與平均自由時間的關係
    4.3.3  遷移率與雜質和溫度的關係
  4.4  電阻率及其與雜質濃度和溫度的關係
    4.4.1  電阻率和雜質濃度的關係
    4.4.2  電阻率隨溫度的變化
  ★4.5  玻耳茲曼方程11、電導率的統計理論
    ★4.5.1  玻耳茲曼方程
    ★4.5.2  弛豫時間近似
    ★4.5.3  弱電場近似下玻耳茲曼方程的解
    ★4.5.4  球形等能面半導體的電導率
  4.6  強電場下的效應12、熱載流子
    4.6.1  歐姆定律的偏離
    ★4.6.2  平均漂移速度與電場強度的關係
  ★4.7  多能谷散射、耿氏效應
    ★4.7.1  多能谷散射、體內負微分電導
    ★4.7.2  高場疇區及耿氏振蕩

  習題
  參考資料
第5章  非平衡載流子
  5.1  非平衡載流子的注入與複合
  5.2  非平衡載流子的壽命
  5.3  准費米能級
  5.4  複合理論
    5.4.1  直接複合
    5.4.2  間接複合
    5.4.3  表面複合
    5.4.4  俄歇複合
  5.5  陷阱效應
  5.6  載流子的擴散運動
  5.7  載流子的漂移擴散、愛因斯坦關係式
  5.8  連續性方程
  5.9  硅的少數載流子壽命與擴散長度
  習題
  參考資料
第6章  pn結
  6.1  pn結及其能帶圖
    6.1.1  pn結的形成和雜質分佈
    6.1.2  空間電荷區
    6.1.3  pn結能帶圖
    6.1.4  pn結接觸電勢差
    6.1.5  pn結的載流子分佈
  6.2  pn結電流—電壓特性
    6.2.1  非平衡狀態下的pn結
    6.2.2  理想pn結模型及其電流—電壓方程
    6.2.3  影響pn結電流—電壓特性偏離理想方程的各種因素
  6.3  pn結電容
    6.3.1  pn結電容的來源
    6.3.2  突變結的勢壘電容
    6.3.3  線性緩變結的勢壘電容
    6.3.4  擴散電容
  6.4  pn結擊穿
    6.4.1  雪崩擊穿
    6.4.2  隧道擊穿（齊納擊穿）
    6.4.3  熱電擊穿
  6.5  pn結隧道效應
  習題
  參考資料
第7章  金屬和半導體的接觸
  7.1  金屬半導體接觸及其能級圖
    7.1.1  金屬和半導體的功函數
    7.1.2  接觸電勢差
    7.1.3  表面態對接觸勢壘的影響
  7.2  金屬半導體接觸整流理論
    7.2.1  擴散理論
    7.2.2  熱電子發射理論
    7.2.3  鏡像力和隧道效應的影響

    7.2.4  肖特基勢壘二極體
  7.3  少數載流子的注入和歐姆接觸
    7.3.1  少數載流子的注入
    7.3.2  歐姆接觸
  習題
  參考資料
第8章  半導體表面與MIS結構
  8.1  表面態
  8.2  表面電場效應
    8.2.1  空間電荷層及表面勢
    8.2.2  表面空間電荷層的電場、電勢和電容
  8.3  MIS結構的C-V特性
    8.3.1  理想MIS結構的C-V特性
    8.3.2  金屬與半導體功函數差對MIS結構C-V特性的影響
    8.3.3  絕緣層中電荷對MIS結構C-V特性的影響
  8.4  硅—二氧化硅系統的性質
    8.4.1  二氧化硅層中的可動離子
    8.4.2  二氧化硅層中的固定表面電荷
    8.4.3  在硅—二氧化硅界面處的快界面態
    8.4.4  二氧化硅層中的電離陷阱電荷
  8.5  表面電導及遷移率
    8.5.1  表面電導
    8.5.2  表面載流子的有效遷移率
  ★8.6  表面電場對pn結特性的影響
    ★8.6.1  表面電場作用下pn結的能帶圖
    ★8.6.2  表面電場作用下pn結的反向電流
    ★8.6.3  表面電場對pn結擊穿特性的影響
    ★8.6.4  表面純化
  習題
  參考資料
第9章  半導體異質結構
  9.1  半導體異質結及其能帶圖
    9.1.1  半導體異質結的能帶圖
    9.1.2  突變反型異質結的接觸電勢差及勢壘區寬度
    9.1.3  突變反型異質結的勢壘電容
    9.1.4  突變同型異質結的若干公式
  9.2  半導體異質pn結的電流—電壓特性及注入特性
    9.2.1  異質pn結的電流—電壓特性
    9.2.2  異質pn結的注入特性
  9.3  半導體異質結量子阱結構及其電子能態與特性
    9.3.1  半導體調製摻雜異質結構界面量子阱
    9.3.2  雙異質結間的單量子阱結構
    9.3.3  雙勢壘單量子阱結構及共振隧穿效應
  ★9.4  半導體應變異質結構
    ★9.4.1  應變異質結
    ★9.4.2  應變異質結構中應變層材料能帶的改性
  ★9.5  GaN基半導體異質結構
    ★9.5.1  GaN、AlGaN和InGaN的極化效應
    ★9.5.2  AlGa1-xN／GaN異質結構中二維電子氣的形成
    ★9.5.3  InxGa1-xN／GaN異質結構

  9.6  半導體超晶格
  習題
  參考資料
附錄A  常用物理常數和能量表達變換表
附錄B  半導體材料物理性質表
附錄C  主要參數符號表
參考文獻

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