半導體器件原理（簡體書）

《半導體器件原理》不僅介紹了傳統的p-n結、雙極型晶體管、單柵MOS場效應管、功率晶體管等器件的結構、原理和特性，還介紹了新型多柵MOS場效應管、不揮發存儲器以及肖特基勢壘源／漏結構器件的原理和特性。力求突出器件的物理圖像和物理概念，不僅有理論基礎知識的闡述，還有新近研究成果的介紹。
《半導體器件原理》可作為電子科學與技術類低年級本科生的教材，也可供高年級本科生以及研究生等參考使用。

黃均鼐，復旦大學微電子學系教授。1961年畢業于復旦大學物理系，曾在物理系、電子工程系和微電子學系從事教學和研究工作五十余年，長期從事半導體器件研制、半導體集成電路設計和集成電路計算機輔助設計軟件的開發和算法研究。參與了包括鍺、硅晶體管及射頻卡、現場可編程門車列(FPGA)等多種集成電路芯片的研制，合作出版6部有關晶體管、集成電路及FPGA的專著。
湯庭鰲，復旦大學微電子學系教授、博士生導師。1961年畢業于復旦大學物理學系。任中國電子學會理事、學術工作委員會委員，IEEE SSCS上海支分會主席，IET(IEE)Fellow，IET上海分部副主.席。主要研究領域為半導體工藝、器件的模型和模擬；MOS器件的小尺寸效應；鐵電和阻變不揮發存儲器研究等。曾合作出版專著1本，合作出版譯著3本；在國內外學報和國際會議上發表論文二百多篇，編輯、出版國際會議論文集十余集。
胡光喜，博士，副研究員，碩士生導師。1982年至1986年在安徽大學學習，并獲學士學位；1986年至1990年在西安交通大學學習，并獲碩士學位；2000年至2003年在復旦大學學習，并獲博士學位。2003年博士畢業後，留校任教至今。主要研究方向有半導體器件的建漢與仿真、小尺寸_半導體件物理、量子統計物理。目前發表的第一作者或通訊作者SCI雜志文章有10多篇，國際會議文章多篇。

為了適應當前集成電路的迅猛發展和新型半導體器件的不斷涌現，我們編寫出版了《半導體器件原理》一書。
《半導體器件原理》不僅介紹和分析了集成電路領域內一些基本器件，如p-n結、雙極型晶體管、單柵金屬氧化物場效應管、功率晶體管等的基本結構和工作原理，還根據當前科學技術的發展，介紹和分析了一些新型器件的結構和工作原理，如鐵電存儲器、相變存儲器、阻式存儲器、多柵場效應管以及肖特基勢壘源／漏結構場效應管等。
《半導體器件原理》的作者們在集成電路領域具有多年的教學和科研經驗，希望通過該書的學習或閱讀，為讀者了解集成電路領域傳統的和新型的半導體器件結構以及它們的基本原理有所幫助。《半導體器件原理》可作為電子科學與技術類低年級本科生的教材，也可供高年級本科生以及研究生等參考使用。

第一章 半導體器件的物理基礎
半導體的特性
1.1.1 晶體的結構
1.1.2 半導體在電性能上的獨特性質
電子能級和能帶
1.2.1 電子的共有化運動
1.2.2 晶體中的能帶
半導體中的載流子
1.3.1 電子密度和空穴密度表達式
1.3.2 載流子密度與費密能級位置的關系
雜質半導體
1.4.1 兩種不同導電類型的半導體
1.4.2 雜質半導體
非平衡載流子
1.5.1 非平衡載流子的產生和復合
1.5.2 非平衡載流子的壽命
1.5.3 復合中心
載流子的運動
1.6.1 載流子的漂移運動J
1.6.2 載流子的擴散運動
參考文獻
習題

第二章 p-n結
平衡P-n結
2.1.1 空間電荷區和接觸電位差
2.1.2 空間電荷區的電場和電勢分布
p-n結的直流特性
2.2.1 加偏~,p-n結的能帶圖及載流子和電流分布
2.2.2 p-n結的伏安特性？
2.2.3 勢壘區的復合和大注入對正向伏安特性的影響
2.2.4 勢壘區的反向產生電流
p-n結電容
2.3.1 突變結勢壘電容
2.3.2 線性緩變結勢壘電容
2.3.3 擴散結的勢壘電容
2.3.4 p-n結的擴散電容
p-n結擊穿
2.4.1 電擊穿
2.4.2 熱擊穿
參考文獻
習題

第三章 晶體管的直流特性
概述
3.1.1 晶體管的基本結構
3.1.2 晶體管的放大作用
3.1.3 晶體管內載流子的傳輸及電流放大系數
3.1.4 晶體管的輸入和輸出特性
均勻基區晶體管的直流特性和電流增益
3.2.1 均勻基區晶體管直流特性的理論分
3.2.2 均勻基區晶體管的短路電流放大系數
漂移晶體管的直流特性和電流增益
3.3.1 漂移晶體管的直流特性
3.3.2 漂移晶體管的電流增益
晶體管的反向電流和擊穿電壓
3.4.1 晶體管的反向電流
3.4.2 晶體管的擊穿電IN
晶體管的基極電阻
3.5.1 梳狀晶體管的基極電阻
3.5.2 圓形晶體管的基極電阻
晶體管的小信號等效電路
參考文獻
習題
……
第四章 晶體管的頻率特性和功率特性
第五章 晶體管的開關特性
第六章 半導體表面特性及MOS電容
第七章 MOS場效應晶體管的基本特性
第八章 半導體功率器件
第十章 多柵MOS場效應管
第十一章 不揮發存儲器基礎
第十二章 金屬一半導體接觸和肖特基勢壘器件

相變存儲器有如下顯著優點：?可擦寫次數多，可達10以上，遠高于當前的主流存儲器內存；?結構簡單，存儲密度高，且可以隨半導體技術的推進不斷縮小，據報導，6nm的相變材料依然有很好的相變特性；?多態存儲能力，相變存儲器的高阻和低阻值相差10。以上的窗口，使得其具有多態存儲的能力，目前已有2bit／cell的測試芯片；?存儲性能可靠，相變存儲器具有抗輻射、耐高低溫、抗電子干擾等優點，使其應用領域極為廣泛。
正因為有這些顯著的優點，使得相變存儲器極有可能替代目前的內存和DRAM，成為未來不揮發存儲器主流。然而，寫操作電流大（接近毫安量級）已成為阻礙其實際應用的關鍵問題之一，大電流需要大尺寸的晶體管驅動，造成外圍電路規模過大，存儲芯片面積居高不下。如何減小寫操作電流已成為相變存儲器亟待解決的問題。