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CHAPTER 1半导体的历史回顾2

一、半导体简介与历史演进2

CHAPTER 2半导体的材料与结构特性8

一、半导体的材料8

（一）元素半导体与化合物半导体8

（二）奈米半导体9

二、半导体的结构10

（一）晶体和非晶体——原子之大家族10

（二）晶面和晶向——米勒指数11

（三）金刚石结构 和闪锌矿结构15

（四）Ⅲ-Ⅴ族GaAs之结构分析与界面态模型17

CHAPTER 3半导体的电子结构与能隙理论24

一、能隙的形成24

二、金属、绝缘体、半导体与费米能阶28

三、内廪半导体与外廪半导体——不纯物加入的影响32

（一）电洞的概念与有效质量的意义32

四、有效质量可由实验上测得——回旋加速器共振法38

（一）内廪半导体和外廪半导体的差别41

CHAPTER 4半导体中载流子在电场与磁场中的传输行为50

一、电阻产生的原因50

（一）晶格振动所致之载流子散射53

（二）不纯物所导致的载流子散射54

（三）捕获与再结合中心54

二、电阻的量测55

（一）定电流测电压方法55

（二）单臂惠斯通电桥方法56

（三）双臂惠斯通电桥方法56

（四）开尔文四线连接测试技术57

（五）四点探针量测法58

三、载流子在磁场中的作用—霍尔效应61

CHAPTER 5半导体的光学性质与光电效应68

一、半导体的光电现象68

（一）半导体的光吸收68

（二）反射率和透射率71

二、本质吸收73

（一）直接跃迁73

（二）间接跃迁74

三、其他吸收76

（一）激子吸收76

（二）自由载子的吸收76

（三）杂质的吸收77

（四）晶格振动吸收78

四、半导体的光电导78

（一）光电导的现象78

五、半导体的光生伏特效应81

（一）光生伏特效应81

（二）光电池与太阳光电池82

CHAPTER 6半导体的同质结、异质结及MOS结构88

一、非平衡载流子88

（一）非平衡载流子的复合与生命期τ89

（二）非平衡载流子的扩散与漂移89

二、同质结——p-n结95

（一）平衡时的p-n结位能障96

（二）p-n结的顺向注入97

（三）p-n结的逆向抽取99

（四）p-n结的整流作用 与载流子之注入101

（五）p-n结的电容101

（六）p-n结的击穿 及隧道结106

三、异质结109

四、MOS结构112

（一）理想的MOS结构的电容—电压特性115

CHAPTER 7非晶型半导体126

一、非晶型物质126

二、非晶型物质的基本能隙模型128

三、非晶型物质在半导体元件上的应用130

（一）掺杂的效应131

（二）直流电导131

（三）非晶态半导体中的缺陷134

CHAPTER 8半导体的表面、界面与多层结构136

一、半导体表面结构136

（一）表面弛豫136

（二）表面重构138

（三）台阶表面139

（四）吸附表面140

二、金属与半导体界面140

（一）萧特基位能障的原因140

（二）欧姆接触143

三、硅与二氧化硅界面144

四、半导体常见的吸附148

五、半导体的多层结构——超晶格150

（一）超晶格的结构与物理功能150

（二）超晶格和量子阱材料的应用154

CHAPTER 9半导体长晶与薄膜制程158

一、晶体成长制程158

（一）半导体晶体生长的方法158

（二）区域精炼与浮区成长160

二、半导体薄膜的制程方法164

（一）真空蒸发镀膜法（也就是物理气相沈积法：Physical vapor deposition）164

（二）特殊蒸发法——几种比较便宜的方法172

（三）溅射镀膜法173

（四）化学气相沈积法（CVD）177

CHAPTER 10半导体元件制程190

一、前言190

二、氧化物的形成191

（一）二氧化硅的结构与性质192

（二）氧化的方法193

（三）热氧化速率的因素198

（四）SiO2在元件上的作用199

三、掺杂203

（一）热扩散203

（二）热扩散的方法208

（三）离子注入法211

四、光微影技术（lithography）219

（一）图形转移220

（二）图形刻蚀224