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☆☆☆☆☆

出版者:Wiley-Interscience

作者:Govind P. Agrawal

出品人:

页数:928

译者:

出版时间:2006-12-22

价格:USD 185.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780470147580

丛书系列:

图书标签:

• 光波技术
• 光纤通信
• 光电子学
• 光器件
• 光网络
• 激光技术
• 通信工程
• 信息技术
• 物理学
• 材料科学

好的，这是一份关于一本名为《Advanced Semiconductor Physics and Device Fabrication》的图书简介，其内容与您提到的《Lightwave Technology》没有直接关联。 《Advanced Semiconductor Physics and Device Fabrication》 图书简介 本书深入探讨了现代半导体材料科学的复杂性、晶体生长原理以及集成电路（IC）制造工艺中的关键技术。本书旨在为高年级本科生、研究生以及在半导体行业工作的专业工程师提供一个全面且深入的参考框架，涵盖从基础物理原理到尖端制造流程的各个层面。 第一部分：半导体物理基础与材料特性 本书的开篇部分奠定了理解现代半导体器件工作机制所需的理论基础。 第一章：半导体晶体结构与能带理论 本章详细解析了晶体材料的结构，特别是硅、锗及其合金的晶格常数和缺陷类型。重点阐述了能带理论，包括价带、导带、禁带宽度（Band Gap）的意义，以及费米能级（Fermi Level）在不同掺杂浓度下的变化规律。我们探讨了有效质量（Effective Mass）的概念及其对载流子输运特性的影响，并引入了 Brillouin Zone 和态密度（Density of States）的计算方法。 第二章：载流子输运机制 本章聚焦于电场、磁场作用下半导体内部电荷载流子的行为。深入分析了漂移（Drift）和扩散（Diffusion）电流的微观机理，并推导了爱因斯坦关系式。我们详细讨论了载流子的散射机制，包括声子散射（Phonon Scattering）、杂质散射（Impurity Scattering）和界面散射，这些是决定器件速度和功耗的关键因素。此外，还涵盖了高场效应（Hot Carrier Effects）和载流子寿命（Carrier Lifetime）的测量与调控。 第三章：半导体材料的生长与表征 高质量半导体材料是高性能器件的前提。本章系统介绍了单晶硅的生长技术，包括楚克劳斯基法（Czochralski Method, CZ）和区熔法（Float Zone, FZ）。对于 III-V 族化合物半导体，本书详细剖析了分子束外延（Molecular Beam Epitaxy, MBE）和金属有机化学气相沉积（Metal-Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD）的工艺参数控制。材料表征部分，重点介绍了 X射线衍射（XRD）用于晶体结构分析，以及透射电子显微镜（TEM）和原子力显微镜（AFM）在缺陷和表面形貌研究中的应用。 第二部分：核心半导体器件原理 本部分将理论物理与实际器件结构相结合，剖析了当代电子设备中几种最关键的元件。 第四章：PN结与肖特基接触 PN结是所有半导体电子学的基石。本章从能带图出发，推导了平衡状态下的内建电势、耗尽区宽度和电场分布。深入讨论了在正向和反向偏置下，电流-电压（I-V）特性的物理机制，包括少数载流子注入和齐纳击穿（Zener Breakdown）。肖特基接触作为金属与半导体形成的特殊结，其势垒的形成和对射频器件的应用也在本章得到阐述。 第五章：双极性晶体管（BJT）与场效应晶体管（FET） 本章详细分析了 BJT 的 Ebers-Moll 模型及其在高频下的改进模型，重点关注载流子的输运过程和电流增益的限制因素。随后，本书转向 FET，详尽讲解了 MOSFET 的工作原理，包括阈值电压的精确计算、亚阈值区行为以及沟道调制效应（Channel Length Modulation）。对于 FinFET 等新型器件结构，我们也探讨了其在亚微米甚至纳米尺度下电荷控制的优势与挑战。 第六章：半导体异质结构与量子效应器件 随着微电子技术向更小尺度发展，异质结器件（Heterojunction Devices）的地位日益重要。本章深入研究了异质结中的能带对齐（Band Alignment），如 Type I、Type II 和 Type III 结构。内容涵盖了异质结双极性晶体管（HBT）的工作原理，以及在二维电子气（2DEG）系统中形成的异质结双极晶体管（HEMT）。此外，对量子阱（Quantum Wells）、量子点（Quantum Dots）中的量子限制效应及其在特殊功能器件中的应用进行了介绍。 第三部分：集成电路制造工艺——从硅片到芯片 本部分侧重于半导体制造领域中涉及到的精密化学工程和物理过程。 第七章：光刻技术与图形转移 光刻是决定芯片集成密度的核心技术。本章全面介绍了光刻工艺的流程，包括光刻胶（Photoresist）的化学结构、曝光机（Stepper/Scanner）的工作原理，以及关键参数如数值孔径（NA）和相移掩模（PSM）的应用。我们详细分析了分辨率极限问题，并讨论了极紫外光刻（EUV Lithography）的技术难点和未来发展方向。 第八章：薄膜沉积技术 半导体器件的性能高度依赖于精确控制的薄膜堆叠。本章区分了物理气相沉积（PVD，如溅射 Sputtering）和化学气相沉积（CVD，如 LPCVD, PECVD）。特别关注了原子层沉积（ALD）技术，解释了其自限制性反应机制如何实现原子级的厚度控制，这对于高介电常数（High-k）栅氧化物至关重要。 第九章：刻蚀与掺杂工艺 图形化转移的另一关键步骤是刻蚀。本章对比了湿法刻蚀和干法刻蚀的优缺点。重点分析了反应离子刻蚀（RIE）和深反应离子刻蚀（DRIE）中等离子体的产生、离子轰击与化学反应的耦合，以及实现各向异性（Anisotropy）的物理化学机制。掺杂部分则侧重于离子注入（Ion Implantation）技术，包括注入能量、剂量控制、以及后续的高温退火（Annealing）过程对激活效率和缺陷修复的重要性。 第十章：互连技术与先进封装 集成电路的性能瓶颈正从有源区转向互连线。本章探讨了金属互连线的演变，从铝到铜的转变。深入分析了大马士革工艺（Damascene Process），用于铜的制造，及其面临的电迁移（Electromigration）和电阻增加问题。最后，本书对先进封装技术进行了展望，包括 3D 集成（3D Integration）和芯片堆叠（Chip Stacking）的挑战与机遇，如热管理和晶间互连（Through-Silicon Vias, TSV）。 总结 《Advanced Semiconductor Physics and Device Fabrication》力求在理论深度和工程实践之间搭建坚实的桥梁，为读者提供一个深入理解和掌握现代半导体技术全貌的权威性指南。本书的深入剖析和详尽的工艺描述，使其成为半导体领域不可或缺的专业读物。

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