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微電子器件- 陳星弼等
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《微電子器件》首先介紹半導(dǎo)體器件基本方程。在此基礎(chǔ)上，全面系統(tǒng)地介紹PN結(jié)二極管、雙極結(jié)型晶體管（BJT）和絕緣柵場效應(yīng)晶體管（MOSFET）的基本結(jié)構(gòu)、基本原理、工作特性和SPICE模型。還介紹了主要包括HEMT和HBT的異質(zhì)結(jié)器件。書中提供大量習(xí)題，便于讀者鞏固及加深對所學(xué)知識的理解。 《微電子器件》適合作為高等學(xué)校電子科學(xué)與技術(shù)、集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)、微電子學(xué)等專業(yè)相關(guān)課程的教材，也可供其他相關(guān)專業(yè)的本科生、研究生和工程技術(shù)人員閱讀參考。 目錄 第1章 半導(dǎo)體器件基本方程 1.1 半導(dǎo)體器件基本方程的形式 1.2 基本方程的簡化與應(yīng)用舉例 本章參考文獻 第2章 PN結(jié) 2.1 PN結(jié)的平衡狀態(tài) 2.1.1 空間電荷區(qū)的形成 2.1.2 內(nèi)建電場、內(nèi)建電勢與耗盡區(qū)寬度 2.1.3 能帶圖 2.1.4 線性緩變結(jié) 2.1.5 耗盡近似和中性近似的適用性[1] 2.2 PN結(jié)的直流電流電壓方程 2.2.1 外加電壓時載流子的運動情況 2.2.2 勢壘區(qū)兩旁載流子濃度的玻耳茲曼分布 2.2.3 擴散電流 2.2.4 勢壘區(qū)產(chǎn)生復(fù)合電流[2,3] 2.2.5 正向?qū)妷?br /> 2.2.6 薄基區(qū)二極管 2.3 準(zhǔn)費米能級與大注入效應(yīng) 2.3.1 自由能與費米能級 2.3.2 準(zhǔn)費米能級 2.3.3 大注入效應(yīng) 2.4 PN結(jié)的擊穿 2.4.1 碰撞電離率和雪崩倍增因子 2.4.2 雪崩擊穿 2.4.3 齊納擊穿 2.4.4 熱擊穿 2.5 PN結(jié)的勢壘電容 2.5.1 勢壘電容的定義 2.5.2 突變結(jié)的勢壘電容 2.5.3 線性緩變結(jié)的勢壘電容 2.5.4 實際擴散結(jié)的勢壘電容 2.6 PN結(jié)的交流小信號特性與擴散電容 2.6.1 交流小信號下的擴散電流 2.6.2 交流導(dǎo)納與擴散電容 2.6.3 二極管的交流小信號等效電路 2.7 PN結(jié)的開關(guān)特性 2.7.1 PN結(jié)的直流開關(guān)特性 2.7.2 PN結(jié)的瞬態(tài)開關(guān)特性 2.7.3 反向恢復(fù)過程 2.7.4 存儲時間與下降時間 2.8 SPICE中的二極管模型 習(xí)題二 本章參考文獻 第3章 雙極結(jié)型晶體管 3.1 雙極結(jié)型晶體管基礎(chǔ) 3.1.1 雙極結(jié)型晶體管的結(jié)構(gòu) 3.1.2 偏壓與工作狀態(tài) 3.1.3 少子濃度分布與能帶圖 3.1.4 晶體管的放大作用 3.2 均勻基區(qū)晶體管的電流放大系數(shù)[1～11] 3.2.1 基區(qū)輸運系數(shù) 3.2.2 基區(qū)渡越時間 3.2.3 發(fā)射結(jié)注入效率 3.2.4 電流放大系數(shù) 3.3 緩變基區(qū)晶體管的電流放大系數(shù) 3.3.1 基區(qū)內(nèi)建電場的形成 3.3.2 基區(qū)少子電流密度與基區(qū)少子濃度分布 3.3.3 基區(qū)渡越時間與輸運系數(shù) 3.3.4 注入效率與電流放大系數(shù) 3.3.5 小電流時放大系數(shù)的下降 3.3.6 發(fā)射區(qū)重摻雜的影響 3.3.7 異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管 3.4 雙極結(jié)型晶體管的直流電流電壓方程 3.4.1 集電結(jié)短路時的電流 3.4.2 發(fā)射結(jié)短路時的電流 3.4.3 晶體管的直流電流電壓方程 3.4.4 晶體管的輸出特性 3.4.5 基區(qū)寬度調(diào)變效應(yīng) 3.5 雙極結(jié)型晶體管的反向特性 3.5.1 反向截止電流 3.5.2 共基極接法中的雪崩擊穿電壓 3.5.3 共發(fā)射極接法中的雪崩擊穿電壓 3.5.4 發(fā)射極與基極間接有外電路時的反向電流與擊穿電壓 3.5.5 發(fā)射結(jié)擊穿電壓 3.5.6 基區(qū)穿通效應(yīng) 3.6 基極電阻 3.6.1 方塊電阻 3.6.2 基極接觸電阻和接觸孔邊緣下到工作基區(qū)邊緣的電阻 3.6.3 工作基區(qū)的電阻和基極接觸區(qū)下的電阻 3.7 雙極結(jié)型晶體管的功率特性 3.7.1 大注入效應(yīng) 3.7.2 基區(qū)擴展效應(yīng) 3.7.3 發(fā)射結(jié)電流集邊效應(yīng) 3.7.4 晶體管的熱學(xué)性質(zhì) 3.7.5 二次擊穿和安全工作區(qū) 3.8 電流放大系數(shù)與頻率的關(guān)系 3.8.1 高頻小信號電流在晶體管中的變化 3.8.2 基區(qū)輸運系數(shù)與頻率的關(guān)系 3.8.3 高頻小信號電流放大系數(shù) 3.8.4 晶體管的特征頻率 3.8.5 影響高頻電流放大系數(shù)與特征頻率的其他因素 3.9 高頻小信號電流電壓方程與等效電路 3.9.1 小信號的電荷控制模型 3.9.2 小信號的電荷電壓關(guān)系 3.9.3 高頻小信號電流電壓方程 3.9.4 y參數(shù) 3.9.5 小信號等效電路 3.10 功率增益和最高振蕩頻率 3.10.1 高頻功率增益與高頻優(yōu)值 3.10.2 最高振蕩頻率 3.10.3 高頻晶體管的結(jié)構(gòu) 3.11 雙極結(jié)型晶體管的開關(guān)特性 3.11.1 晶體管的靜態(tài)大信號特性 3.11.2 晶體管的直流開關(guān)特性 3.11.3 晶體管的瞬態(tài)開關(guān)特性 3.12 SPICE中的雙極晶體管模型 3.12.1 埃伯斯-莫爾(EM)模型 3.12.2 葛謀-潘(GP)模型[46] 3.13 雙極結(jié)型晶體管的噪聲特性 3.13.1 噪聲與噪聲系數(shù) 3.13.2 晶體管的噪聲源 3.13.3 晶體管的高頻噪聲等效電路 3.13.4 晶體管的高頻噪聲系數(shù) 3.13.5 晶體管高頻噪聲的基本特征 習(xí)題三 本章參考文獻 第4章 絕緣柵型場效應(yīng)晶體管 4.1 MOSFET基礎(chǔ) 4.2 MOSFET的閾電壓 4.2.1 MOS結(jié)構(gòu)的閾電壓 4.2.2 MOSFET的閾電壓 4.3 MOSFET的直流電流電壓方程 4.3.1非飽和區(qū)直流電流電壓方程 4.3.2飽和區(qū)的特性 4.4 MOSFET的亞閾區(qū)導(dǎo)電 4.5 MOSFET的直流參數(shù)與溫度特性 4.5.1 MOSFET的直流參數(shù) 4.5.2 MOSFET的溫度特性 4.5.3 MOSFET的擊穿電壓 4.6 MOSFETT的小信號參數(shù)、高頻等效電路及頻率特性 4.6.1 MOSFET的小信號交流參數(shù) 4.6.2 MOSFET的小信號高頻等效電路 4.6.3 最高工作頻率和最高振蕩頻率 4.6.4 溝道渡越時間 4.7 MOSFET的噪聲特性[8] 4.7.1 1/f噪聲 4.7.2 溝道熱噪聲 4.7.3 誘生柵極噪聲 4.7.4 高頻噪聲等效電路和高頻噪聲系數(shù) 4.8 短溝道效應(yīng) 4.8.1 小尺寸效應(yīng) 4.8.2 遷移率調(diào)制效應(yīng) 4.8.3 漏誘生勢壘降低效應(yīng) 4.8.4 強電場效應(yīng) 4.9 MOSFET的發(fā)展方向 4.9.1 按比例縮小的MOSFET 4.9.2 雙擴散MOSFET 4.9.3 SOS-MOSFET 4.9.4 深亞微米MOSFET 4.10 SPICE中的MOSFET模型 4.10.1 MOS1模型 4.10.2 MOS2模型 4.10.3 MOS3模型 4.10.4 電容模型 4.10.5 小信號模型 4.10.6 串聯(lián)電阻的影響 習(xí)題四 本章參考文獻 第5章 半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)器件 5.1 半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié) 5.1.1 半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的能帶突變 5.1.2 半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)伏安特性 5.2 高電子遷移率晶體管(HEMT) 5.2.1 高電子遷移率晶體管的基本結(jié)構(gòu) 5.2.2 HEMT的工作原理 5.2.3 異質(zhì)結(jié)界面的二維電子氣 5.2.4 高電子遷移率晶體管(HEMT)的直流特性 5.2.5 HEMT的高頻模型 5.2.6 HEMT的高頻小信號等效電路 5.2.7 高電子遷移率晶體管(HEMT)的頻率特性 5.3 異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT) 5.3.1 HBT的基礎(chǔ)理論 5.3.2 能帶結(jié)構(gòu)與HBT性能的關(guān)系 5.3.3 異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的特性 5.3.4 Si/Si1-xGex異質(zhì)結(jié)雙極晶體管 習(xí)題五 本章參考文獻 |
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