固态电子器件

本书是介绍半导体器件工作原理的经典入门教材，其主要内容包括固体物理基础和半导体器件物理两大部分，同时也涵盖半导体晶体结构与材料生长技术、集成电路原理与制造工艺以及光电子器件与高频大功率器件等相关内容。

本书注重基本物理概念，强调理论联系实际，可作为高等院校电子信息类专业“固态器件与电路”专业基础课的教材，也可供相关领域的研究人员和技术人员参考。

Ben G.Streetman，IEEEE会士，美国国家工程院院士，美国艺术与科学院院士，美国电化学学会(ECS)会士。现任美国得克萨斯大学奥斯汀分校工学院院长和该校电机工程与计算机工程讲座教授，也是该校微电子研究中心的创始人和第一任主任（1984年～1996年）。Streetman教授的教学领域和研究兴趣主要涉及半导体材料与半导体器件。

第1章 晶体性质和半导体生长

1.1 半导体材料

1.2 晶格

1.2.1 周期结构

1.2.2 立方晶格

1.2.3 晶面与晶向

1.2.4 金刚石晶格

1.3 块状晶体生长

1.3.1 制备原材料

1.3.2 单晶的生长

1.3.3 圆片

1.3.4 掺杂

1.4 外延生长

1.4.1 外延生长的晶格匹配

1.4.2 汽相外延

1.4.3分子束外延

小结

习题

参考读物

自我测验

第2章 原子和电子

2.1 物理模型介绍

2.2 重要实验

2.2.1 光电效应

2.2.2 原子光谱

2.3 玻尔模型

2.4 量子力学

2.4.1 几率和不确定性原理

2.4.2 薛定谔波动方程

2.4.3 势阱问题

2.4.4 隧穿

2.5 原子结构和元素周期表

2.5.1 氢原子

2.5.2 元素周期表

小结

习题

参考读物

自我测验

第3章 半导体能带和载流子

3.1 固体的结合力和能带

3.1.1 固体的结合力

3.1.2 能带

3.1.3 金属、半导体和绝缘体

3.1.4 直接禁带半导体和间接禁带半导体

3.1.5 能带结构随合金组分的变化

3.2 半导体中的载流子

3.2.1 电子和空穴

3.2.2 有效质量

3.2.3 本征材料

3.2.4 非本征材料

3.2.5 量子阱中的电子和空穴

3.3 载流子浓度

3.3.1 费米能级

3.3.2 平衡态下电子和空穴的浓度

3.3.3 载流子浓度对温度的依赖关系

3.3.4 杂质补偿和空间电荷的中性

3.4 载流子在电场和磁场中的运动

3.4.1 电导率和迁移率

3.4.2 漂移和电阻

3.4.3 温度和掺杂对迁移率的影响

3.4.4 高电场效应

3.4.5 霍尔效应

3.5 平衡态费米能级的不变性

小结

习题

参考读物

自我测验

第4章 半导体中的过剩载流子

4.1 光吸收

4.2 发光机理

4.2.1 光致发光

4.2.2 电致发光

4.3 载流子寿命和光导电性

4.3.1 电子和空穴的直接复合

4.3.2 间接复合与陷阱

4.3.3 稳态载流子产生；准费米能级

4.3.4 光导器件

4.4 载流子的扩散

4.4.1 扩散过程

4.4.2 载流子的扩散和漂移，内建电场

4.4.3 扩散和复合，连续性方程

4.4.4 稳态载流子注入和扩散长度

4.4.5 海恩斯－肖克莱实验

4.4.6准费米能级的梯度

小结

习题

参考读物

自我测验

第5章 PN结

第6章场效应晶体管

第7章双极结型晶体管

第8章 光电器件

第9章 集成电路

第10章 高频和大功率器件

附录A 常用符号定义

附录B 物理常数以及转换系数

附录C 半导体材料的特性

附录D 导带状态密度的推导

附录E 费米－迪拉克统计的推导

附录F 在Si（100）上生长的干、湿热氧化层厚度随时间、温度变化的关系

附录G 杂质在Si中的固溶度

附录H Si和SiO2中杂质的扩散系数

附录I Si中注入深度和范围与入射能量之间的关系

自我测验题部分答案

索引