集成电路中的现代半导体器件

Preface

1 Electrons and Holes in Semiconductors

1.1 Silicon Crystal Structure

1.2 Bond Model of Electrons and Holes

1.3 Energy Band Model

1.4 Semiconductors, Insulators, and Conductors

1.5 Electrons and Holes

1.6 Density of States

1.7 Thermal Equilibrium and the Fermi Function

1.8 Electron and Hole Concentrations

1.9 General Theory ofnandp

1.10 Carrier Concentrations at Extremely High and Low Temperatures

1.11 Chapter Summary

PROBLEMS

REFERENCES

GENERAL REFERENCES

2 Motion and Recombination of Electrons and Holes

2.1 Thermal Motion

2.2 Drift

2.3 Diffusion Current

2.4 Relation Between the Energy Diagram and V,%

2.5 Einstein Relationship Between D and u

2.6 Electron-Hole Recombination

2.7 Thermal Generation

2.8 Quasi-Equilibrium and Quasi-Fermi Levels

2.9 Chapter Summary

PROBLEMS

REFERENCES

GENERAL REFERENCES

3 Device Fabrication Technology

3.1 Introduction to Device Fabrication

3.2 Oxidation of Silicon

3.3 Lithography

3.4 Pattern Transfer-Etching

3.5 Doping

3.6 Dopant Diffusion

3.7 Thin-Film Deposition

3.8 Interconnect-The Back-End Process

3.9 Testing, Assembly, and Qualification

3.10 Chapter Summary-A Device Fabrication Example

PROBLEMS

REFERENCES

GENERAL REFERENCES

4 PN and Metal-Semiconductor Junctions

Part 1 PN Junction

4.1 Building Blocks of the PN Junction Theory

4.2 * Depletion-Layer Model

4.3 Reverse-Biased PN Junction

4.4 Capacitance-Voltage Characteristics

4.5 Junction Breakdown

4.6 Carrier Injection Under Forward Bias--Quasi-Equilibrium Boundary Condition

4.7 Current Continuity Equation

4.8 Excess Carriers in Forward-Biased PN Junction

4.9 PN Diode IV Characteristics

4.10 Charge Storage

4.11 Small-Signal Model of the Diode

Part 2 Application to Optoelectronic Devices

4.12 Solar Cells

4.13 Light-Emitting Diodes and Solid-State Lighting

……

5 MOS Capacitor

6 MOS Transistor

7 MOSFETs in ICs-Scaling, Leakage, and Other Topics

8 Bipolar Transistor

《国外信息科学与技术优秀图书系列：集成电路中的现代半导体器件（英文版）》主要介绍与集成电路相关的几种主流半导体器件的基本原理，包括PN结二极管、MOSFET器件和双极型晶体管（BJT），同时介绍了与这些半导体器件相关的集成工艺制造技术。本书作者是美国加州伯克利大学的终身教授、美国工程院院士、中国科学院外籍院士，多年从事半导体器件与集成电路领域的前沿性研究工作。本书内容简明扼要、重点突出，深度掌握适宜，讲解深入浅出，理论联系实际。《国外信息科学与技术优秀图书系列：集成电路中的现代半导体器件（英文版）》可作为微电子及相关专业本科生教材，也可以作为微电子及相关领域工程技术人员的参考书。【作者简介】胡正明（Chenming Calvin Hu），IEEE Fellow、美国工程院院士、中国科学院外籍院士，多年从事半导体器件与集成电路领域的前沿性研究工作，对半导体器件的开发及未来的微型化做出了重大贡献。2001年至2004年在全球规模最大的专业集成电路制造服务公司——台积电担任CTO，1997年因在元件可靠性方面的贡献而获得IEEE电子元件奖（Jack Morton Award），2002年因发展了第一个国际标准的晶体管电路仿真模型而获得IEEE固态电路奖，2009年因在器件物理和尺寸方面的杰出贡献而获得西泽润一奖（Jun-ichi Nishizawa Medal），发表论文800余篇，拥有美国专利100余项，由他指导发表的博士论文60余篇。同时，还获得了美国加帅0大学伯克利分校教育方面的最高奖项——伯克利杰出教育奖。