半導體工程精選

本書內容

　　本書以有系統的方式，深入淺出地介紹目前半導體歷史回顧、物理及元件物理與製程整合所必須具備的基礎理論、重要觀念與方法、以及先進製造技術特別是奈米材料在最近發展快速之後，半導體的應用更加朝向奈米級的應用。
　　內容可分為十個章節：第一至第五章涵蓋目前主流半導體元件基本特性、包括了材料、結構、電磁場中的傳輸行為、以及光電特性。第六至第八章探討現代與先進的元件物理之原理及相關應用、包括了 MOS結構、非晶型半導體、以及半導體多層結構。第九至第十章則討論以半導體元件為主的相關半導體製程與應用，包括了半導體長晶、長膜、以及元件製程。
　　由於強調基本物理觀念與實用並重，且對於重要的觀念或關鍵技術均會清楚地交代，並盡可能以「雷達報報站」的補充解釋來幫助讀者理解與想像，以期收事半功倍之效。
　　除了可作為電機電子工程、系統工程、應用物理、與材料工程領域的大學部高年級學生或研究生的教材，也可以作為半導體業界工程師的重要參考。適合基礎理工、電子訊息、半導體相關科系學生學習的教科用書，也可提供相關從業人員參考進修之用。

 

<目錄>

CHAPTER １　半導體的歷史回顧
　　一、半導體簡介與歷史演進
CHAPTER ２　半導體的材料與結構特性
　　一、半導體的材料
　　　　(1)元素半導體與化合物半導體
　　　　(2)奈米半導體
　　二、半導體的結構
　　　　(1)晶體和非晶體──原子之大家族
　　　　(2)晶面和晶向──米勒指數
　　　　(3)金剛石結構和閃鋅礦結構
　　　　(4)Ⅲ-Ⅴ族GaAs之結構分析與界面態模型
CHAPTER ３　半導體的電子結構與能隙理論
　　一、能隙的形成
　　二、金屬、絕緣體、半導體與費米能階（Fermi level）
　　三、內廩半導體與外廩半導體──不純物加入的影響
　　　　(1)電洞（Holes）的概念與有效質量的意義
　　四、有效質量可由實驗上測得──迴旋加速器共振法
　　　　(1)內廩半導體和外廩半導體的差別
CHAPTER ４　半導體中載流子在電場與磁場中的傳輸行為
　　一、電阻產生的原因
　　　　(1)晶格振動所致之載流子散射
　　　　(2)不純物所導致的載流子散射
　　　　(3)捕獲與再結合中心
　　二、電阻的量測
　　　　(1)定電流測電壓方法
　　　　(2)單臂惠斯通電橋方法
　　　　(3)雙臂惠斯通電橋方法
　　　　(4)開爾文四線連接測試技術
　　　　(5)四點探針量測法
　　三、載流子在磁場中的作用－霍爾效應（Hall effect）
CHAPTER ５　半導體的光學性質與光電效應
　　一、半導體的光電現象
　　　　(1)半導體的光吸收
　　　　(2)反射率和透射率
　　二、本質吸收（intrinsic absorption）
　　　　(1)直接躍遷
　　　　(2)間接躍遷
　　三、其他吸收
　　　　(1)激子吸收
　　　　(2)自由載子的吸收
　　　　(3)雜質的吸收
　　　　(4)晶格振動吸收
　　四、半導體的光電導
　　　　(1)光電導的現象
　　五、半導體的光生伏特效應
　　　　(1)光生伏特效應
　　　　(2)光電池與太陽光電池
CHAPTER ６　半導體的同質結、異質結及MOS結構
　　一、非平衡載流子
　　　　(1)非平衡載流子的復合與生命期τ
　　　　(2)非平衡載流子的擴散與漂移
　　二、同質結──p-n結（p-n Junction）
　　　　(1)平衡時的p-n結位能障
　　　　(2)p-n結的順向注入
　　　　(3)p-n結的逆向抽取
　　　　(4)p-n結的整流作用與載流子之注入
　　　　(5)p-n結的電容
　　　　(6)p-n結的擊穿（break down）及隧道結
　　三、異質結（hetergeneous junction）
　　四、MOS結構（Metal-Oxide-Semi-conductor Structure）
　　　　(1)理想的MOS結構的電容－電壓特性
CHAPTER ７　非晶型半導體
　　一、非晶型物質
　　二、非晶型物質的基本能隙模型
　　三、非晶型物質在半導體元件上的應用
　　　　(1)摻雜的效應
　　　　(2)直流電導
　　　　(3)非晶態半導體中的缺陷
CHAPTER ８　半導體的表面、界面與多層結構
　　一、半導體表面結構
　　　　(1)表面弛豫（surface relaxation）
　　　　(2)表面重構（surface reconstruction）
　　　　(3)台階表面（stepped surface）
　　　　(4)吸附表面
　　二、金屬與半導體界面
　　　　(1)蕭特基位能障的原因
　　　　(2)歐姆接觸（Ohmic contact）
　　三、矽與二氧化矽界面
　　四、半導體常見的吸附
　　五、半導體的多層結構──超晶格
　　　　(1)超晶格的結構與物理功能
　　　　(2)超晶格和量子阱材料的應用
CHAPTER ９　半導體長晶與薄膜製程
　　一、晶體成長製程
　　　　(1)半導體晶體生長的方法
　　　　(2)區域精煉與浮區成長
　　二、半導體薄膜的製程方法
　　　　(1)真空蒸發鍍膜法（也就是物理氣相沈積法）
　　　　(2)特殊蒸發法──幾種比較便宜的方法
　　　　(3)濺射鍍膜法（sputtering）
　　　　(4)化學氣相沈積法（CVD）
CHAPTER 10　半導體元件製程
　　一、前言
　　二、氧化物的形成
　　　　(1)二氧化矽的結構與性質
　　　　(2)氧化的方法
　　　　(3)熱氧化速率的因素
　　　　(4)在元件上的作用
　　三、摻雜
　　　　(1)熱擴散
　　　　(2)熱擴散的方法
　　　　(3)離子注入法
　　四、平面印刷術（lithography）
　　　　(1)圖形轉移
　　　　(2)圖形刻蝕