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固態(tài)電子器件（第七版） 
定 價(jià)：109 元 叢書名：國外電子與通信教材系列
9 7 3 8 1 7 5 1 6 2 5 1 7 
本書是固態(tài)電子器件的教材，全書分為固體物理基礎(chǔ)和半導(dǎo)體器件物理兩大部分，共10章。第1章至第4章介紹半導(dǎo)體材料及其生長技術(shù)、量子力學(xué)基礎(chǔ)、半導(dǎo)體能帶以及過剩載流子。第5章至第10章介紹各種電子器件和集成電路的結(jié)構(gòu)、工作原理以及制造工藝等，包括：p-n結(jié)、金屬-半導(dǎo)體結(jié)、異質(zhì)結(jié)；場效應(yīng)晶體管；雙極結(jié)型晶體管；光電子器件；高頻、大功率及納電子器件。第9章使用較大篇幅介紹CMOS制造工藝，從器件物理角度介紹SRAM、DRAM、CCD、閃存等集成器件的結(jié)構(gòu)和工作原理。本書的器件種類基本涵蓋了所有的器件大類，反映了現(xiàn)代電子器件的基礎(chǔ)理論、工作原理、二級效應(yīng)以及發(fā)展趨勢。各章均給出小結(jié)，并附有習(xí)題、參考讀物和自測題。
本書反映了現(xiàn)代電子器件的基礎(chǔ)理論、工作原理、二級效應(yīng)以及發(fā)展趨勢。各章均給出小結(jié)，并附有習(xí)題、參考讀物和自測題。
譯 者 序
電子器件是信息技術(shù)的基礎(chǔ)，也是信息技術(shù)的核心。固態(tài)電子器件是實(shí)現(xiàn)信息產(chǎn)生、獲取、傳輸、變換、存儲的硬件基礎(chǔ)，在微電子系統(tǒng)、光電子系統(tǒng)以及集成電路中具有不可替代的作用。一部好的固態(tài)電子器件教材，首先應(yīng)闡明各類器件賴以實(shí)現(xiàn)其特性的材料、結(jié)構(gòu)、工藝等相關(guān)基礎(chǔ)知識，其次應(yīng)闡明不同器件特性的物理學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等本質(zhì)屬性，第三應(yīng)闡明影響或制約器件性能的各種器件物理效應(yīng)，這樣才能幫助讀者將所涉及各項(xiàng)基礎(chǔ)知識融會貫通，在透徹理解的基礎(chǔ)上受到啟發(fā)而進(jìn)一步受益。譯者根據(jù)自己的專業(yè)教學(xué)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為本書是一本適合本科生學(xué)習(xí)的好教材，這也是譯者欣然受托翻譯本書的本意。 本書一直處于更新之中，目前是其第七版，英文原版于2015年由Pearson出版集團(tuán)出版。作為譯者之一，楊建紅曾于2000年將本書的第五版作為國外先進(jìn)教材首次翻譯，由蘭州大學(xué)出版社于2005年正式出版，2007年第2次印刷(ISBN 978-7-311-02564-9)。同期，該教材也被引進(jìn)到其他四個(gè)主要語種的十多個(gè)國家作為本科生教材。從讀者反饋和譯者體會來看，該教材吸引讀者的特色之處，在于其原理性描述清晰，文字說明充分，圖片(或圖示)配置恰當(dāng)，不拘泥于煩瑣且無實(shí)際意義的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。在第七版中，除更新了前幾版的習(xí)題和參考讀物以外，各章均增加了小結(jié)和自測題作為組成部分。在器件種類方面，增加了新興或先進(jìn)器件的內(nèi)容，如先進(jìn)MOSFET(第6章，包括高k柵介質(zhì)、應(yīng)變硅、SOI MOSFET和FinFET)、量子級聯(lián)激光器(第8章)、納電子器件(第10章，包括量子點(diǎn)、量子線、層狀晶體結(jié)構(gòu)、自旋存儲器、變阻存儲器)等內(nèi)容。這為讀者進(jìn)一步學(xué)習(xí)思考留下了空間。 全書正文部分共10章，其中有公式470多個(gè)，插圖340多幅，另有附錄9個(gè)。李海蓉主要翻譯第10章，田永輝主要翻譯各章中新增的教學(xué)目的、小結(jié)和自測題部分，楊建紅主要翻譯第1章至第9章和其余各部分，并負(fù)責(zé)全書文稿的初審和統(tǒng)稿。翻譯文本保持了作者的原意，在此基礎(chǔ)上，盡量避免因中英文表達(dá)習(xí)慣不同而影響讀者的閱讀感受。在個(gè)別可能影響讀者理解的地方，增加了譯者注。對某些明顯的錯(cuò)誤，如例題解答、物理量的單位、表達(dá)式符號等錯(cuò)誤，則直接做了更正 。 感謝電子工業(yè)出版社的信任，將本書的翻譯工作交給譯者；感謝楊博編輯在翻譯出版過程中給予的有益指導(dǎo)和幫助。譯者所在研究組的部分研究生龐正鵬、李玉苗、張洋等同學(xué)參與了部分章節(jié)的文字查錯(cuò)等工作，在此一并表示感謝。由于譯者水平有限，譯文中不妥或疏漏之處在所難免，敬請讀者不吝指正。 譯 者 2016年3月 前 言 本書的適用對象是電子工程專業(yè)、微電子學(xué)專業(yè)的本科生，也可供對固態(tài)電子器件感興趣的學(xué)生和科技工作者作為參考讀物。本書的主要內(nèi)容是固態(tài)電子器件的工作原理，同時(shí)對許多新型器件和制造技術(shù)也有所介紹。本書在內(nèi)容安排上力求使那些具有物理背景知識的高年級學(xué)生對專業(yè)知識有更為深入的理解，從而使他們能夠閱讀關(guān)于新器件及其應(yīng)用的參考文獻(xiàn)。 課程目的 在我來看，對本科生開設(shè)的電子器件課程有兩個(gè)基本目的：一是讓學(xué)生對現(xiàn)有器件有一個(gè)透徹的理解，這樣才能充分體現(xiàn)對電子線路和電子系統(tǒng)課程學(xué)習(xí)的意義；二是培養(yǎng)學(xué)生掌握分析器件的基本方法，使他們能夠有效地掌握新型器件。從長遠(yuǎn)的觀點(diǎn)來看，第二個(gè)目的可能會更重要些，因?yàn)閺氖码娮訉W(xué)領(lǐng)域工作的人員在其工作中需要不斷地學(xué)習(xí)和掌握新器件和新工藝�；谶@樣的考慮，我曾嘗試把半導(dǎo)體材料和固態(tài)導(dǎo)電機(jī)理兩方面的基本知識融合到一起；特別是在介紹新器件時(shí)更是如此。這些觀念在指導(dǎo)性課程講授中常常被忽略掉了。比如，有一種觀點(diǎn)認(rèn)為沒有必要在本課程的講授中去詳細(xì)介紹有關(guān)半導(dǎo)體p-n結(jié)和晶體管的基本知識，但我認(rèn)為：培養(yǎng)學(xué)生的一個(gè)重要目的，就是要讓學(xué)生能夠通過閱讀最新的、專業(yè)性很強(qiáng)的相關(guān)文獻(xiàn)來理解一種新器件，而上述觀點(diǎn)卻忽視了這一點(diǎn)。所以，本書介紹了大多數(shù)常用的半導(dǎo)體術(shù)語和概念，并將它們與器件的各種性質(zhì)聯(lián)系起來闡述器件物理問題。 新增內(nèi)容 1．針對MOS器件，新增了彈道輸運(yùn)場效應(yīng)晶體管、鰭柵場效應(yīng)晶體管(FinFET)、應(yīng)變硅場效應(yīng)晶體管、金屬柵/高k介質(zhì)柵場效應(yīng)晶體管，以及III～V族高遷移率晶體管等內(nèi)容。 2．針對光電子器件，新增了寬帶隙氮化物半導(dǎo)體器件和量子級聯(lián)激光器的相關(guān)內(nèi)容。 3．新增了納電子器件的相關(guān)內(nèi)容，包括二維結(jié)構(gòu)石墨烯、一維結(jié)構(gòu)納米線和納米管，以及零維結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)等。 4．新增了自旋電子器件、阻變存儲器、相變存儲器的相關(guān)內(nèi)容。 5．新增了大約100道習(xí)題，更新了參考讀物列表。 參考讀物 為培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力，在每章的參考讀物列表中，給出了可供學(xué)生閱讀的若干文章。某些文章選自科普期刊，比如《科學(xué)美國人》(Scientific American)和《今日物理》(Physics Today)等。還有些文章選自其他教材和專業(yè)刊物，對相關(guān)內(nèi)容做了更為詳細(xì)的闡述。一般來說，學(xué)生閱讀這些文章并不困難。我不期望學(xué)生讀遍列表中的所有文章，但鼓勵(lì)他們盡可能多地閱讀一些有關(guān)文章，以便為以后的工作打好基礎(chǔ)。 課后習(xí)題 學(xué)好本課程的關(guān)鍵之一是多做課后習(xí)題，以便加深理解并透徹掌握基本概念。每章的后面都有一定量的習(xí)題，其中有一小部分是附加題，用以擴(kuò)展或深化每章的內(nèi)容。另外，每章后面增加了自測題(Self Quiz)，便于讀者自我檢測對相關(guān)內(nèi)容的掌握程度。 物理量的單位 本書對物理量采用的單位是半導(dǎo)體領(lǐng)域的常用單位。一般情況下均采用MKS單位制，但有時(shí)采用厘米作為長度單位更方便，這在例題和習(xí)題中已給出了不少實(shí)例。出于同樣的原因，本書中能量的單位更多地采用的是電子伏特(eV)而不是焦耳(J)。附錄A和附錄B分別列出了常用物理量的符號及其單位。 內(nèi)容安排 在給本科生講授這門課程時(shí)，有時(shí)可能會使用可以證明……這樣的術(shù)語來直接引用某些更高級或更復(fù)雜的內(nèi)容，但往往得不到應(yīng)有的效果。為避免這種情況過多出現(xiàn)，可以根據(jù)需要把課程的某些內(nèi)容拖后，留待研究生階段學(xué)習(xí)，因?yàn)槟菚r(shí)就可以把統(tǒng)計(jì)力學(xué)、量子理論以及其他高級知識輕易地穿插進(jìn)來。當(dāng)然，這樣做可以使課程講授起來容易一些，但同時(shí)也使學(xué)生失去了探索某些器件問題的樂趣。 本書的內(nèi)容包括硅和化合物半導(dǎo)體器件，特別是對化合物半導(dǎo)體在光電子和高速器件應(yīng)用方面日益增長的重要性做了適度的介紹。某些內(nèi)容，比如異質(zhì)結(jié)、三元和四元合金的晶格匹配、帶隙隨雜質(zhì)組分的變化，以及量子阱的共振隧穿等，拓寬了討論的范圍。但是，在講授時(shí)不要太過強(qiáng)調(diào)化合物半導(dǎo)體的應(yīng)用，硅基器件照樣有顯著的進(jìn)展；這些進(jìn)展在場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)和硅基集成電路的討論中得到了具體的反映。我們不可能介紹所有的、最新的器件，那是專業(yè)刊物和國際會議論文所關(guān)注的事；我們只對那些有代表性和說明性的器件加以介紹。 本書的前四章闡述半導(dǎo)體性質(zhì)和半導(dǎo)體導(dǎo)電理論，其中第2章對量子力學(xué)的基本概念做了簡要介紹，這主要是為那些尚不具備這方面基礎(chǔ)知識的學(xué)生而準(zhǔn)備的。第3章和第4章介紹半導(dǎo)體導(dǎo)電理論，第5章介紹半導(dǎo)體p-n結(jié)理論及其典型應(yīng)用，第6章和第7章分別介紹場效應(yīng)晶體管和雙極結(jié)型晶體管的工作原理，第8章介紹光電子器件，第9章介紹集成電路(從器件物理和制造工藝的角度)。第10章基于半導(dǎo)體理論介紹了微波器件和功率器件，其中最后一節(jié)，即納電子器件是新增的。書中介紹的所有器件在當(dāng)今電子學(xué)中都很重要，對這些器件的學(xué)習(xí)將是充滿樂趣、富有收獲的，我們希望本書能讓讀者有這樣一種體驗(yàn)。 致謝 那些使用過本書前六版的學(xué)生和教師提出的意見和建議使第七版受益匪淺；正是他們寶貴的、無私的意見，促成了本書的出版。在此，我們?nèi)砸蝗缂韧叵蚯傲嫘蜓灾刑岬降哪切┤松畋砀兄x，他們對本書的貢獻(xiàn)巨大。特別要提到的是，Nick Holonyak在整個(gè)七個(gè)版本的完成和出版過程中一直是我們的精神動(dòng)力和信息源泉。我們還要感謝得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的同事們給我們提供的幫助，他們是Leonard Frank Register，Emanuel Tutuc，Ray Chen，Ananth Dodabalapur，Seth Bank，Misha Belkin，Zheng Wang，Neal Hall，Deji Akinwande，Jack Lee以及Dean Neikirk。Hema Movva對本書習(xí)題解答的文字錄入工作提供了有益的幫助。本書圖題中提到的諸多公司和機(jī)構(gòu)為本書提供了器件和工藝照片，在此也謹(jǐn)向他們的慷慨幫助表示感謝；特別要向?yàn)楸景姹咎峁┬聢D片的公司和個(gè)人表示感謝，他們是：TI公司的Bob Doering，Intel公司的Mark Bohr，Micron公司的Chandra Mouli，MEMC公司的Babu Chalamala以及TEL公司的Kevin Lally。最后，我們想說的是，珍視并感謝Joe Campbell、Karl Hess和后來的Al Tasch與我們多年的共事與合作，他們既是我們的好同事，又是難得的好朋友。 Ben G . Streetman Sanjay K. Banerjee
Ben G. Streetman，IEEE、美國國家工程院院士、美國藝術(shù)與科學(xué)院院士、美國電化學(xué)學(xué)會（ECS）會士�，F(xiàn)任美國得克薩斯大學(xué)?W斯汀分校工程學(xué)院名譽(yù)院長。他是該校電氣與計(jì)算機(jī)工程退休教授，也是該校微電子研究中心的創(chuàng)始人和第一任主任（19841996年）。Streetman教授的教學(xué)領(lǐng)域和研究興趣主要涉及半導(dǎo)體材料與半導(dǎo)體器件。Sanjay Kumar Banerjee，IEEE，美國得克薩斯大學(xué)?W斯汀分校電氣與計(jì)算機(jī)工程科克雷爾講座教授，現(xiàn)任該校微電子研究中心主任。
Ben G. Streetman，IEEE、美國國家工程院院士、美國藝術(shù)與科學(xué)院院士、美國電化學(xué)學(xué)會（ECS）會士�，F(xiàn)任美國得克薩斯大學(xué)?W斯汀分校工程學(xué)院名譽(yù)院長。他是該校電氣與計(jì)算機(jī)工程退休教授，也是該校微電子研究中心的創(chuàng)始人和第一任主任（19841996年）。Streetman教授的教學(xué)領(lǐng)域和研究興趣主要涉及半導(dǎo)體材料與半導(dǎo)體器件。Sanjay K. Banerjee，IEEE，美國得克薩斯大學(xué)?W斯汀分校電氣與計(jì)算機(jī)工程科克雷爾講座教授，現(xiàn)任該校微電子研究中心主任。
目 錄
第1章 晶體性質(zhì)和半導(dǎo)體生長1 1.1 半導(dǎo)體材料1 1.2 晶格2 1.2.1 周期結(jié)構(gòu)2 1.2.2 立方晶格4 1.2.3 晶面與晶向5 1.2.4 金剛石晶格7 1.3 大塊晶體生長9 1.3.1 原材料的制備9 1.3.2 單晶的生長9 1.3.3 晶片加工11 1.3.4 晶體摻雜11 1.4 薄層晶體的外延生長12 1.4.1 外延生長的晶格匹配13 1.4.2 氣相外延14 1.4.3 分子束外延16 1.5 周期性結(jié)構(gòu)中波的傳播17 小結(jié)18 習(xí)題19 參考讀物20 自測題20 第2章 原子和電子22 2.1 關(guān)于物理模型22 2.2 重要實(shí)驗(yàn)及其結(jié)果23 2.2.1 光電效應(yīng)23 2.2.2 原子光譜25 2.3 玻爾模型26 2.4 量子力學(xué)基礎(chǔ)知識28 2.4.1 幾率和不確定性原理29 2.4.2 薛定諤波動(dòng)方程30 2.4.3 勢阱問題32 2.4.4 量子隧穿33 2.5 原子結(jié)構(gòu)和元素周期表34 2.5.1 氫原子34 2.5.2 元素周期表36 小結(jié)39 習(xí)題40 參考讀物41 自測題41 第3章 半導(dǎo)體的能帶和載流子43 3.1 固體結(jié)合性質(zhì)與能帶43 3.1.1 固體的結(jié)合性質(zhì)43 3.1.2 能帶45 3.1.3 金屬、半導(dǎo)體和絕緣體47 3.1.4 直接禁帶半導(dǎo)體和間接禁帶半導(dǎo)體48 3.1.5 化合物半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)隨組分的變化49 3.2 半導(dǎo)體中的載流子50 3.2.1 電子和空穴51 3.2.2 有效質(zhì)量54 3.2.3 本征半導(dǎo)體56 3.2.4 非本征半導(dǎo)體57 3.2.5 量子阱中的電子和空穴60 3.3 載流子濃度60 3.3.1 費(fèi)米能級61 3.3.2 平衡態(tài)電子和空穴濃度62 3.3.3 載流子濃度對溫度的依賴關(guān)系66 3.3.4 雜質(zhì)補(bǔ)償和空間電荷中性67 3.4 載流子在電場和磁場中的運(yùn)動(dòng)68 3.4.1 電導(dǎo)率和遷移率68 3.4.2 電阻率71 3.4.3 遷移率對溫度和摻雜濃度的依賴關(guān)系72 3.4.4 高場效應(yīng)74 3.4.5 霍爾效應(yīng)74 3.5 平衡態(tài)費(fèi)米能級的不變性76 小結(jié)77 習(xí)題78 參考讀物80 自測題81 第4章 半導(dǎo)體中的過剩載流子83 4.1 半導(dǎo)體對光的吸收特性83 4.2 半導(dǎo)體發(fā)光85 4.2.1 光致發(fā)光85 4.2.2 電致發(fā)光87 4.3 載流子壽命和光電導(dǎo)87 4.3.1 電子和空穴的直接復(fù)合87 4.3.2 間接復(fù)合；載流子俘獲89 4.3.3 穩(wěn)態(tài)載流子濃度；準(zhǔn)費(fèi)米能級91 4.3.4 光電導(dǎo)93 4.4 載流子在半導(dǎo)體中的擴(kuò)散93 4.4.1 擴(kuò)散機(jī)制94 4.4.2 載流子的擴(kuò)散和漂移；自建電場96 4.4.3 擴(kuò)散和復(fù)合；連續(xù)性方程98 4.4.4 穩(wěn)態(tài)注入；擴(kuò)散長度99 4.4.5 Haynes-Shockley實(shí)驗(yàn)101 4.4.6 準(zhǔn)費(fèi)米能級的空間梯度103 小結(jié)104 習(xí)題104 參考讀物107 自測題107 第5章 半導(dǎo)體p-n結(jié)和金屬-半導(dǎo)體結(jié)109 5.1 p-n結(jié)的制造109 5.1.1 熱氧化109 5.1.2 擴(kuò)散111 5.1.3 快速熱處理112 5.1.4 離子注入113 5.1.5 化學(xué)氣相淀積114 5.1.6 光刻115 5.1.7 腐蝕(刻蝕)117 5.1.8 金屬化118 5.2 平衡態(tài)p-n結(jié)120 5.2.1 接觸電勢120 5.2.2 平衡態(tài)費(fèi)米能級123 5.2.3 結(jié)的空間電荷124 5.3 結(jié)的正偏和反偏；穩(wěn)態(tài)特性127 5.3.1 結(jié)電流的定性分析127 5.3.2 載流子的注入130 5.3.3 反向偏置136 5.4 反向擊穿138 5.4.1 齊納擊穿139 5.4.2 雪崩擊穿140 5.4.3 整流二極管142 5.4.4 擊穿二極管144 5.5 瞬態(tài)特性和交流特性144 5.5.1 存儲電荷的瞬態(tài)變化145 5.5.2 反向恢復(fù)過程147 5.5.3 開關(guān)二極管149 5.5.4 p-n結(jié)電容149 5.5.5 變?nèi)荻䴓O管152 5.6 對二極管簡單理論的修正153 5.6.1 接觸電勢對載流子注入的影響154 5.6.2 空間電荷區(qū)內(nèi)載流子的產(chǎn)生和復(fù)合155 5.6.3 歐姆損耗157 5.6.4 緩變結(jié)159 5.7 金屬-半導(dǎo)體結(jié)160 5.7.1 肖特基勢壘160 5.7.2 整流接觸161 5.7.3 歐姆接觸163 5.7.4 典型的肖特基勢壘164 5.8 異質(zhì)結(jié)165 小結(jié)168 習(xí)題169 參考讀物175 自測題175 第6章 場效應(yīng)晶體管177 6.1 場效應(yīng)晶體管的工作原理178 6.1.1 晶體管的負(fù)載線178 6.1.2 放大和開關(guān)作用178 6.2 結(jié)型場效應(yīng)晶體管179 6.2.1 夾斷和飽和180 6.2.2 柵的控制作用181 6.2.3 電流-電壓特性182 6.3 金屬-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管184 6.3.1 GaAs金屬-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管184 6.3.2 高電子遷移率晶體管185 6.3.3 短溝效應(yīng)186 6.4 金屬-絕緣體-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管187 6.4.1 MOSFET的基本工作原理187 6.4.2 理想MOS結(jié)構(gòu)的性質(zhì)190 6.4.3 真實(shí)表面的影響197 6.4.4 閾值電壓199 6.4.5 電容-電壓(C-V)特性分析200 6.4.6 瞬態(tài)電容測量(C-t測量)203 6.4.7 氧化層的電流-電壓(I-V)特性204 6.5 MOS場效應(yīng)晶體管206 6.5.1 輸出特性207 6.5.2 轉(zhuǎn)移特性209 6.5.3 遷移率模型211 6.5.4 短溝MOSFET的I-V特性213 6.5.5 閾值電壓的控制214 6.5.6 襯底偏置效應(yīng)(體效應(yīng))217 6.5.7 亞閾值區(qū)特性219 6.5.8 MOSFET的等效電路220 6.5.9 按比例縮小和熱電子效應(yīng)221 6.5.10 漏致勢壘降低效應(yīng)225 6.5.11 短溝效應(yīng)和窄溝效應(yīng)226 6.5.12 柵誘導(dǎo)泄漏電流227 6.6 先進(jìn)MOSFET結(jié)構(gòu)228 6.6.1 金屬柵-高k介質(zhì)MOS結(jié)構(gòu)228 6.6.2 高遷移率溝道材料和應(yīng)變硅材料229 6.6.3 SOI MOSFET和FinFET231 小結(jié)233 習(xí)題234 參考讀物237 自測題238 第7章 雙極結(jié)型晶體管242 7.1 BJT的基本工作原理242 7.2 BJT的放大作用244 7.3 BJT的制造工藝簡介247 7.4 少數(shù)載流子分布和器件的端電流249 7.4.1 基區(qū)內(nèi)擴(kuò)散方程的求解249 7.4.2 端電流分析252 7.4.3 端電流的近似表達(dá)式253 7.4.4 電流傳輸系數(shù)255 7.5 BJT的偏置狀態(tài)和工作模式256 7.5.1 BJT的耦合二極管模型256 7.5.2 電荷控制分析260 7.6 BJT的開關(guān)特性262 7.6.1 截止262 7.6.2 飽和263 7.6.3 開關(guān)周期264 7.6.4 開關(guān)晶體管的主要參數(shù)264 7.7 某些重要的物理效應(yīng)265 7.7.1 載流子在基區(qū)的漂移266 7.7.2 基區(qū)變窄效應(yīng)(Early效應(yīng))267 7.7.3 雪崩擊穿268 7.7.4 小注入和大注入；熱效應(yīng)269 7.7.5 基區(qū)串聯(lián)電阻：發(fā)射極電流集邊效應(yīng)269 7.7.6 BJT的Gummel-Poon模型270 7.7.7 基區(qū)變寬效應(yīng)(Kirk效應(yīng))274 7.8 BJT的頻率限制因素275 7.8.1 結(jié)電容和充電時(shí)間275 7.8.2 渡越時(shí)間效應(yīng)277 7.8.3 Webster效應(yīng)277 7.8.4 高頻晶體管278 7.9 異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管279 小結(jié)281 習(xí)題281 參考讀物284 自測題284 第8章 光電子器件286 8.1 光電二極管286 8.1.1 p-n結(jié)對光照的響應(yīng)286 8.1.2 太陽能電池289 8.1.3 光探測器291 8.1.4 光探測器的增益、帶寬和信噪比293 8.2 發(fā)光二極管295 8.2.1 發(fā)光材料295 8.2.2 光纖通信298 8.3 激光器300 8.4 半導(dǎo)體激光器303 8.4.1 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)303 8.4.2 p-n結(jié)激光器的發(fā)射光譜304 8.4.3 半導(dǎo)體激光器的主要制造步驟305 8.4.4 半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)激光器306 8.4.5 半導(dǎo)體激光器所用的材料308 8.4.6 量子級聯(lián)激光器309 小結(jié)310 習(xí)題311 參考讀物312 自測題313 第9章 半導(dǎo)體集成電路314 9.1 集成電路的背景知識314 9.1.1 集成化的優(yōu)點(diǎn)314 9.1.2 集成電路的分類315 9.2 集成電路的發(fā)展歷程316 9.3 單片集成電路元件318 9.3.1 CMOS工藝集成319 9.3.2 其他元件的集成329 9.4 電荷轉(zhuǎn)移器件333 9.4.1 MOS電容的動(dòng)態(tài)效應(yīng)333 9.4.2 CCD的基本結(jié)構(gòu)和工作原理334 9.4.3 CCD器件結(jié)構(gòu)的改進(jìn)335 9.4.4 CCD的應(yīng)用336 9.5 超大規(guī)模集成電路336 9.5.1 邏輯器件338 9.5.2 半導(dǎo)體存儲器345 9.6 測試、壓焊與封裝353 9.6.1 測試354 9.6.2 引線壓焊354 9.6.3 芯片倒裝技術(shù)356 9.6.4 封裝357 小結(jié)358 習(xí)題359 參考讀物359 自測題359 第10章 高頻、大功率及納電子器件361 10.1 隧道二極管361 10.2 碰撞雪崩渡越時(shí)間(IMPATT)二極管364 10.3 耿氏(Gunn)二極管366 10.3.1 電子轉(zhuǎn)移機(jī)制366 10.3.2 空間電荷疇的形成及其漂移368 10.4 p-n-p-n二極管369 10.4.1 基本結(jié)構(gòu)370 10.4.2 雙晶體管模型371 10.4.3 電流傳輸系數(shù)的改變371 10.4.4 正向阻斷態(tài)372 10.4.5 正向?qū)☉B(tài)372 10.4.6 觸發(fā)機(jī)制373 10.5 半導(dǎo)體可控整流器374 10.5.1 柵極的控制作用374 10.5.2 SCR的關(guān)斷375 10.6 絕緣柵雙極型晶體管376 10.7 納電子器件377 10.7.1 零維量子點(diǎn)378 10.7.2 一維量子線378 10.7.3 二維層狀晶體379 10.7.4 自旋電子存儲器380 10.7.5 納電子阻變存儲器382 小結(jié)382 習(xí)題383 參考讀物384 自測題384 附錄A 常用符號的定義385 附錄B 物理常量和換算因子389 附錄C 常用半導(dǎo)體材料的性質(zhì)(300 K)390 附錄D 導(dǎo)帶態(tài)密度的推導(dǎo)391 附錄E 費(fèi)米-狄拉克分布的推導(dǎo)394 附錄F Si(100)面干氧和濕氧生長SiO2層的厚度隨氧化時(shí)間和溫度的變化關(guān)系397 附錄G 某些雜質(zhì)在Si中的固溶度398 附錄H 某些雜質(zhì)在Si和SiO2中的擴(kuò)散系數(shù)399 附錄I Si中離子注入的射程與射程偏差隨注入能量的變化關(guān)系400 部分自測題答案401 術(shù)語表403
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