適讀人群：本書是電子科學與技術、微電子學和集成電路設計專業本科生學習半導體器件物理的理想教材，對於從事集成電路設計和生産領域的工程技術人員也是一本非常有益的參考書。
本書實現瞭量子力學、固體物理、半導體物理、半導體器件及半導體工藝的完美結閤，利用本書，讀者可係統學習半導體器件物理的基本理論，為學習微電子相關專業的其他課程打下良好的基礎。

內容簡介

本書是微電子學和集成電路設計專業的基礎教程，內容涵蓋瞭量子力學、固體物理、半導體物理和半導體器件的全部內容。本書在介紹學習器件物理所必需的基礎理論之後，重點討論瞭pn結、金屬-半導體接觸、MOS場效應晶體管和雙極型晶體管的工作原理和基本特性。最後論述瞭結型場效應晶體管、晶閘管、MEMS和半導體光電器件的相關內容。全書內容豐富，脈絡清晰，說理透徹，淺顯易懂。書中各章給齣瞭大量的分析或設計實例，增強讀者對基本理論和概念的理解。每章末均安排有小結和復習提綱，並提供大量的自測題和習題。

作者簡介

Donald A．Neamen是新墨西哥大學電氣與計算機工程係（ECE）的名譽教授，他已在該係執教25年以上。他在新墨西哥大學獲得博士學位後，在位於漢斯科姆空軍基地的固態科學實驗室擔任電子工程師。1976年，他擔任新墨西哥大學電氣和計算機工程係的教師，專門從事半導體物理與器件和電子綫路課程的教學工作。如今他仍然是該係的兼職導師或兼職教授，最近他還在)位於中國上海的上海交通大學密歇根學院（UM-SJTU）執教一個學期。

第1章固體的晶體結構
1．1 半導體材料
1．2 固體類型
1．3 空間點陣
1．3．1 原胞與晶胞
1．3．2 基本晶體結構
1．3．3 晶麵和米勒指數
1．3．4 金剛石結構
1．4 原子價鍵
1．5 固體中的缺陷和雜質
1．5．1 固體缺陷
1．5．2 固體中的雜質
Σ1．6 半導體材料生長
1．6．1 熔體生長
1．6．2 外延生長
Σ1．7 器件製備技術：氧化
1．8 小結
知識點
復習題
習題
參考文獻
第2章固體理論
2．1 量子力學的基本原理
2．1．1 能量子
2．1．2 波粒二象性
2．2 能量量子化和概率
2．2．1 波函數的物理意義
2．2．2 單電子原子
2．2．3 元素周期錶
2．3 能帶理論
2．3．1 能帶的形成
2．3．2 能帶與價鍵模型
2．3．3 載流子――電子和空穴
2．3．4 有效質量
2．3．5 金屬、絕緣體和半導體
2．3．6 k空間能帶圖
2．4 態密度函數
2．5 統計力學
2．5．1 統計規律
2．5．2 費米-狄拉剋分布和費米能級
2．5．3 麥剋斯韋-玻爾茲曼近似
2．6 小結
知識點
復習題
習題
參考文獻
第3章平衡半導體
3．1 半導體中的載流子
3．1．1 電子和空穴的平衡分布
3．1．2 平衡電子和空穴濃度方程
3．1．3 本徵載流子濃度
3．1．4 本徵費米能級的位置
3．2 摻雜原子與能級
3．2．1 定性描述
3．2．2 電離能
3．2．3 Ⅲ-Ⅴ族半導體
3．3 非本徵半導體的載流子分布
3．3．1 電子和空穴的平衡分布
3．3．2 n0p0積
Σ3．3．3費米-狄拉剋積分
3．3．4 簡並與非簡並半導體
3．4 施主和受主的統計分布
3．4．1 概率分布函數
Σ3．4．2完全電離與凍析
3．5 載流子濃度――摻雜的影響
3．5．1 補償半導體
3．5．2 平衡電子和空穴濃度
3．6 費米能級的位置――摻雜和溫度的影響
3．6．1 數學推導
3．6．2 EF隨摻雜濃度和溫度的變化
3．6．3 費米能級的關聯性
Σ3．7器件製備技術：擴散和離子注入
3．7．1 雜質原子擴散
3．7．2 離子注入
3．8 小結
知識點
復習題
習題
參考文獻
第4章載流子輸運和過剩載流子現象
4．1 載流子的漂移運動
4．1．1 漂移電流密度
4．1．2 遷移率
4．1．3 半導體的電導率和電阻率
4．1．4 速度飽和
4．2 載流子的擴散運動
4．2．1 擴散電流密度
4．2．2 總電流密度
4．3 漸變雜質分布
4．3．1 感應電場
4．3．2 愛因斯坦關係
4．4 載流子的産生與復閤
4．4．1 平衡半導體
4．4．2 過剩載流子的産生與復閤
4．4．3 産生-復閤過程
Σ4．5霍爾效應
4．6 小結
知識點
復習題
習題
參考文獻
第5章 pn結和金屬-半導體接觸
5．1 pn結的基本結構
5．2 零偏pn結
5．2．1 內建電勢
5．2．2 電場強度
5．2．3 空間電荷區寬度
5．3 反偏pn結
5．3．1 空間電荷區寬度與電場
5．3．2 勢壘電容
5．3．3 單邊突變結
5．4 金屬-半導體接觸――整流結
5．4．1 肖特基勢壘結
5．4．2 反偏肖特基結
5．5 正偏結簡介
5．5．1 pn結
5．5．2 肖特基勢壘結
5．5．3 肖特基二極管和pn結二極管的比較
Σ5．6金屬-半導體的歐姆接觸
Σ5．7非均勻摻雜pn結
5．7．1 綫性緩變結
5．7．2 超突變結
Σ5．8器件製備技術：光刻、刻蝕和鍵閤
5．8．1 光學掩膜版和光刻
5．8．2 刻蝕
5．8．3 雜質擴散或離子注入
5．8．4 金屬化、鍵閤和封裝
5．9 小結
知識點
復習題
習題
參考文獻
第6章 MOS場效應晶體管基礎
6．1 MOS場效應晶體管作用
6．1．1 基本工作原理
6．1．2 工作模式
6．1．3 MOSFET放大
6．2 雙端MOS電容
6．2．1 能帶結構和電荷分布
6．2．2 耗盡層厚度
6．3 MOS電容的電勢差
6．3．1 功函數差
6．3．2 氧化層電荷
6．3．3 平帶電壓
6．3．4 閾值電壓
Σ6．3．5電場分布
6．4 電容-電壓特性
6．4．1 理想C-V特性
Σ6．4．2頻率影響
Σ6．4．3氧化層固定電荷和界麵電荷的影響
6．5 MOSFET基本工作原理
6．5．1 MOSFET結構
6．5．2 電流-電壓關係――基本概念
Σ6．5．3電流-電壓關係――數學推導
6．5．4 襯底偏置效應
6．6 小信號等效電路及頻率限製因素
6．6．1 跨導
6．6．2 小信號等效電路
6．6．3 頻率限製因素與截止頻率
Σ6．7器件製備技術
6．7．1 NMOS晶體管的製備
6．7．2 CMOS技術
6．8 小結
知識點
復習題
習題
參考文獻
第7章 MOS場效應晶體管的其他概念
7．1 MOSFET按比例縮小法則
7．1．1 恒電場按比例縮小法則
7．1．2 閾值電壓――一級近似
7．1．3 一般按比例縮小法則
7．2 非理想效應
7．2．1 亞閾值電導
7．2．2 溝道長度調製效應
7．2．3 溝道遷移率變化
7．2．4 速度飽和
7．3 閾值電壓修正
7．3．1 短溝道效應
7．3．2 窄溝道效應
7．3．3 襯底偏置效應
7．4 其他電學特性
7．4．1 氧化層擊穿
7．4．2 臨界穿通或漏緻勢壘降低(DIBL)
7．4．3 熱電子效應
7．4．4 離子注入調整閾值電壓
7．5 器件製備技術：特種器件
7．5．1 輕摻雜漏晶體管
7．5．2 絕緣體上MOSFET
7．5．3 功率MOSFET
7．5．4 MOS存儲器
7．6 小結
知識點
復習題
習題
參考文獻
第8章半導體中的非平衡過剩載流子
8．1 載流子的産生與復閤
8．2 過剩載流子的分析
8．2．1 連續性方程
8．2．2 時間相關的擴散方程
8．3 雙極輸運
8．3．1 雙極輸運方程的推導
8．3．2 非本徵摻雜和小注入限製
8．3．3 雙極輸運方程的應用
8．3．4 介電弛豫時間常數
8．3．5 海恩斯-肖剋利實驗
8．4 準費米能級
8．5 過剩載流子的壽命
8．5．1 肖剋利-裏德-霍爾(SRH)復閤理論
8．5．2 非本徵摻雜和小注入限製
8．6 錶麵效應
8．6．1 錶麵態
8．6．2 錶麵復閤速度
8．7 小結
知識點
復習題
習題
參考文獻
第9章 pn結二極管與肖特基二極管
9．1 pn結和肖特基勢壘結的迴顧
9．1．1 pn結
9．1．2 肖特基勢壘結
9．2 pn結――理想電流-電壓特性
9．2．1 邊界條件
9．2．2 少子分布
9．2．3 理想pn結電流
9．2．4 物理小結
9．2．5 溫度效應
9．2．6 短二極管
9．2．7 本節小結
9．3 肖特基二極管――理想電流-電壓關係
9．3．1 肖特基二極管
9．3．2 肖特基二極管與pn結二極管的比較
9．4 pn結二極管的小信號模型
9．4．1 擴散電阻
9．4．2 小信號導納
9．4．3 等效電路
9．5 産生-復閤電流
9．5．1 反偏産生電流
9．5．2 正偏復閤電流
9．5．3 總正偏電流
9．6 結擊穿
9．7 電荷存儲與二極管瞬態
9．7．1 關瞬態
9．7．2 開瞬態
9．8 小結
知識點
復習題
習題
參考文獻
第10章雙極型晶體管
10．1 雙極型晶體管的工作原理
10．1．1 基本工作原理
10．1．2 簡化的晶體管電流關係
10．1．3 工作模式
10．1．4 雙極型晶體管放大電路
10．2 少子分布
10．2．1 正嚮有源模式
10．2．2 其他工作模式
10．3 低頻共基極電流增益
10．3．1 貢獻因子
10．3．2 電流增益係數的數學推導
10．3．3 本節小結
10．3．4 增益係數的計算實例
10．4 非理想效應
10．4．1 基區寬度調製
10．4．2 大注入效應
10．4．3 發射區帶隙變窄
10．4．4 電流集邊效應
Σ10．4．5非均勻基區摻雜
10．4．6 擊穿電壓
10．5 混閤π型等效電路模型
10．6 頻率限製
10．6．1 時延因子
10．6．2 晶體管的截止頻率
Σ10．7大信號開關特性
Σ10．8器件製備技術
10．8．1 多晶矽發射極雙極型晶體管
10．8．2 雙多晶矽npn晶體管的製備
10．8．3 SiGe基區晶體管
10．8．4 功率雙極型晶體管
10．9 小結
知識點
復習題
習題
參考文獻
第11章其他半導體器件及器件概念
11．1 結型場效應晶體管
11．1．1 pn JFET
11．1．2 MESFET
11．1．3 電學特性
11．2 異質結
11．2．1 異質結簡介
11．2．2 異質結雙極型晶體管
11．2．3 高電子遷移率晶體管（HEMT）
11．3 晶閘管
11．3．1 基本特性
11．3．2 SCR的觸發機理
11．3．3 器件結構
11．4 MOSFET的其他概念
11．4．1 閂鎖效應
11．4．2 擊穿效應
11．5 微機電係統
11．5．1 加速度計
11．5．2 噴墨打印機
11．5．3 生物醫學傳感器
11．6 小結
知識點
復習題
習題
參考文獻
第12章光子器件
12．1 光吸收
12．1．1 光吸收係數
12．1．2 電子-空穴對的産生率
12．2 太陽能電池
12．2．1 pn結太陽能電池
12．2．2 轉換效率與太陽光聚集
12．2．3 異質結太陽能電池
12．2．4 非晶矽太陽能電池
12．3 光電探測器
12．3．1 光電導探測器
12．3．2 光電二極管
12．3．3 PIN光電二極管
12．3．4 雪崩光電二極管
12．3．5 光電晶體管
12．4 發光二極管
12．4．1 光産生
12．4．2 內量子效率
12．4．3 外量子效率
12．4．4 LED器件
12．5 激光二極管
12．5．1 受激輻射與粒子數反轉
12．5．2 光學諧振腔
12．5．3 閾值電流
12．5．4 器件結構與特性
12．6 小結
知識點
復習題
習題
參考文獻
附錄A 部分參數符號列錶
附錄B 單位製、單位換算和通用常數
附錄C 元素周期錶
附錄D 能量單位――電子伏特
附錄E 薛定諤方程的“推導”和應用
附錄F 部分習題答案
中英文術語對照錶