半導體器件物理(第3版)（簡體書）

《半導體器件物理》這本經典著作在半導體器件領域已經樹立起了先進的學習和參考典范。此書的第3版保留了重要半導體器件的最為詳盡的知識內容，并做了更新和重新組織，反映了當今器件在概念和性能等方面的巨大進展，它可以使讀者快速地了解當今半導體物理和所有主要器件，如雙極、場效應、微波、光子器件和傳感器的性能特點。
本書專為研究生教材和參考所需設計，新版本包括：
以最新進展進行了全面更新；
包括了對三維MOSFET、MODFET、共振隧穿二極管、半導體傳感器、量子級聯激光器、單電子晶體管、實空間轉移器件等新型器件的敘述；
對內容進行了重新組織和安排；
各章后面配備了習題；
重新高質量地制作了書中的所有插圖。
《半導體器件物理》（第3版）為工程師、研究人員、科技工作者、高校師生提供了解當今應用中最為重要的半導體器件的基礎知識，對預測未來器件性能和局限性提供了良好的基礎。

施敏，（s.M.SZE），獲斯坦福大學電氣工程專業博士學位，1963-1989年在貝爾實驗室工作，1990年起在臺灣新竹交通大學（NCTU）電子工程系任教，施敏博士現在為NCTU的講座教授和斯坦福大學的顧問教授，并擔任多所院校及研究機構的客座教授，他對半導體器件有著基礎性和先驅性的貢獻，特別重要的是他合作發明了非揮發存儲器，如閃存和EEPROM。施敏博士已經作為作者和合作作者發表學術論文200余篇、專著12部，他的《半導體器件物理》（Wiley出版）一書是同時代工程和應用科學出版物中被引用最多的著作（由ISI統計，引用超過15000條）。施敏博士獲得過多項獎勵，為IEEE的終身會士、臺灣中央研究院院士和姜國國家工程院院士。

施敏教授的《半導體器件物理》自出版（1969年第l版，1981年第2版）以來，一直是該領域的經典著作，始終被國內外大學作為教科書或教學參考書，也是從事半導體器件研究和開發的工程師及科學工作者的重要參考書。更新後的第3版，50％以上的內容被修訂、更新和重新組織，既有經典半導體物理基礎知識及各類傳統半導體器件的論述，又涵蓋了包括量子器件在內的許多新型半導體器件，內容更加豐富，更具時代氣息。各章末還附有習題，可以作為微電子學、電子科學與技術、應用物理專業本科生和研究生相應課程的教科書和參考書，也可供相關領域的科學家與工程師參考。
全書共分為14章，耿莉翻譯了第1章～第4章、第12章、第13章、導言和附錄，張瑞智翻譯了第5章～第ll章和第14章，並對全部譯稿進行了初審和統稿。感謝施敏教授的信任，將這本書的翻譯交給了譯者，在翻譯過程中也得到了他無微不至的關心和幫助，責任編輯賀峰濤和趙麗萍兩位老師為本書的出版付出了辛勤的勞動，翻譯中還得到了陳貴燦教授、李昕和賀永寧老師的幫助，在此表示衷心的感謝。由於譯者水平及經驗所限，譯本中的不妥和疏漏之處在所難免，懇請廣大讀者批評指出。

譯者序
前言
導言
第1部分 半導體物理
　第1章 半導體物理學和半導體性質概要
1.1 引言
1.2 晶體結構
1.3 能帶和能隙
1.4 熱平衡時的載流子濃度
1.5 載流子輸運現象
1.6 聲子、光學和熱特性
1.7 異質結和納米結構
1.8 基本方程和實例
第2部分 器件的基本構件
　第2章 p-n結二極管
2.1 引言
2.2 耗盡區
2.3 電流-電壓特性
2.4 結擊穿
2.5 瞬變特性與噪聲
2.6 端功能
2.7 異質結
　第3章 金屬-半導體接觸
3.1 引言
3.2 勢壘的形成
3.3 電流輸運過程
3.4 勢壘高度的測量
3.5 器件結構
3.6 歐姆接觸
　第4章 金屬-絕緣體-半導體電容
4.1 引言
4.2 理想MIS電容
4.3 硅MOS電容
第3部分 晶體管
　第5章 雙極晶體管
5.1 引言
5.2 靜態特性
5.3 微波特性
5.4 相關器件結構
5.5 異質結雙極晶體管
　第6章 MOS場效應晶體管
　6.1 引言
6.2 器件的基本特性
6.3 非均勻摻雜和埋溝器件
6.4 器件按比例縮小和短溝道效應
6.5 MOSFET的結構
6.6 電路應用
6.7 非揮發存儲器
6.8 單電子晶體管
　第7章 JFET，MESFET和MODFET器件
7.1 引言
7.2 JFET和MODFET
7.3 MODFET
第4部分 負阻器件和功率器件
　第8章 隧道器件
8.1 引言
8.2 隧道二極管
8.3 相關的隧道器件
8.4 共振遂穿二極管
　第9章 碰撞電離雪崩渡越時間二極管
　第10章 轉移電子器件和實空間轉移器件
　第11章 晶閘管和功率器件
第5部分 光學器件和傳感器
　第12章 發光二極管和半導體激光器
　第13章 光電探測器和太陽電池
　第14章 傳感器
附錄
A.符號表
B.國際單位制
C.單位詞頭
D.希臘字母表
E.物理常數
F.重要半導體的特性
G.Si和GaAs的特性
H.SiO2和Si3N4的特性

1.1引言
半導體器件物理學與半導體材料自身的物理特性有著天然的依賴關係。本章總結和回顧了半導體的基礎物理和性質。它僅代表眾多半導體文獻的很小一部分，只有那些與器件工作相關的論題收入在這裡。如果讀者想對半導體物理學有更為詳細的研究，可查閱Dunlap[1]、 MadelungE [2]、、MollEMossE[4]、SmithE[5]、Boer[6]、Seeger[7]及Wan[8 ]等人編著的標準教科書或參考書，這裡也僅列出了少數幾本。
為了把大量資料濃縮在一章內，本章匯集了來源於實驗數據的四個表格（一些在附錄中）和三十餘幅圖片，重點講述兩種最重要的半導體材料：矽（Si）和砷化鎵（GaAs）。矽材料已得到了廣泛的研究並應用於各類商用電子產品中。近些年，人們對砷化鎵進行了深入的研究，已研究清楚砷化鎵的特殊性質是其可供光電應用的直接帶隙能帶結構，以及可產生微波的谷間載流子輸運和高遷移率特性。
1.2晶體結構
1.2.1原胞和晶面
晶體是具有周期性重複排列的原子的集合，將可以被重複並形成整塊晶體的最小原子排列稱為原胞，其尺度由晶格常數a表示，圖1.1給出了一些重要原胞結構。
許多重要的半導體具有屬於四面體的金剛石或閃鋅礦晶格結構，即每個原子被位於正四面體頂角的四個等距緊鄰原子包圍，兩個緊鄰原子之間的鍵由自旋相反的兩個電子形成。金剛石和閃鋅礦晶格可認為是兩個面心立方晶格（fee）的套構，對於金剛石晶格，例如矽（圖1.1（d）），所有原子是相同的矽原子；而對於閃鋅礦晶格，如砷化鎵（圖1.1（e）），一個格點上為鎵原子，另一為砷原子，砷化鎵是Ⅲ-V族化合物，它由周期表的Ⅲ族元素和V族元素構成。
……