半導體基礎與應用/全國高等職業教育規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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肖國玲 著，肖國玲，錢鼕傑，張彥芳 等 編

圖書標籤:

• 半導體
• 電子技術
• 電路分析
• 模擬電子
• 數字電子
• 高等職業教育
• 教材
• 電子工程
• 半導體器件
• 應用

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111444961

版次：1

商品編碼：11393664

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 全國高等職業教育規劃教材

開本：16開

齣版時間：2014-01-01

用紙：膠版紙

頁數：240

字數：384000

正文語種：中文

編輯推薦

　　實用為主，夠用為度，介紹半導體基礎知識
　　注重基礎，強調安全，半導體從業人員必讀
　　側重半導體基礎應用，強化化學品安全意識

內容簡介

本書共分為上下兩篇：上篇為半導體物理基礎與應用，側重於介紹半導體的基本概念、基本理論和基本應用；下篇為半導體化學基礎與應用，側重於介紹微電子製造工藝中接觸到的化學品特性及其化學反應過程，關注半導體化學品、化學氣體的安全防護知識，讀者可以在較短時間內，對半導體材料的物理化學性質有較深入的瞭解，同時對微電子工業的化學品安全防護更加重視，以利安全生産。每章後附有復習思考題，便於讀者自測、自查之用。
本書主要針對高職高專院校微電子技術及相關專業學生的特點，堅持實用為主，夠用為度，詳細介紹半導體基礎知識，重點突齣對學生應用能力的培養；結構清晰，語言通俗易懂，非常適閤教學、培訓和自學。

內頁插圖

目錄

齣版說明
前言
上篇半導體物理基礎與應用
第1章半導體中的電子狀態和雜質
1.1半導體中的電子狀態和能帶
1.1.1半導體的晶格結構和結閤性質
1.1.2能帶的形成
1.1.3原子中的電子狀態和能級
1.1.4導體、半導體、絕緣體的能帶
1.2多子和少子的熱平衡
1.2.1多子和少子
1.2.2電子空穴對的産生和復閤
1.3Si、Ge晶體中的雜質
1.3.1本徵半導體
1.3.2N型半導體和P型半導體
1.3.3雜質的補償作用
1.3.4淺能級雜質和深能級雜質
1.4ⅢⅤ族化閤物中的雜質
1.4.1電離的雜質
1.4.2砷化鎵中的雜質
1.5復習思考題
1.6實訓1 使用4探針測試儀測量
矽材料的方塊電阻
第2章熱平衡載流子和非平衡載
流子
2.1熱平衡載流子的統計分布
2.1.1費米分布函數
2.1.2玻耳茲曼分布函數
2.1.3導帶電子濃度和價帶空穴濃度
2.2載流子濃度與費米能級位置的
關係
2.3本徵半導體和雜質半導體的載
流子濃度
2.3.1本徵半導體的載流子濃度
2.3.2雜質半導體的載流子濃度
2.4非平衡載流子
2.4.1非平衡載流子的産生與復閤
2.4.2非平衡載流子的壽命
2.4.3復閤理論
2.5載流子的漂移運動和擴散運動
及愛因斯坦關係式
2.5.1載流子的漂移運動
2.5.2載流子的擴散運動
2.5.3愛因斯坦關係式
2.6復習思考題
2.7實訓2 用高頻光電導衰減法
測量Si中的少數載流子壽命
2.8復習思考題
第3章PN結
3.1PN結及其能帶圖
3.1.1PN結的形成及其雜質分布
3.1.2PN結的能帶圖
3.1.3PN結的載流子分布
3.2PN結電流電壓特性
3.2.1非平衡狀態的PN結
3.2.2影響PN結電流電壓特性偏離
理想方程的因素
3.3PN結電容效應
3.3.1電容對PN結整流特性的影響
3.3.2PN結電容的來源
3.3.3PN結的勢壘電容
3.4PN結擊穿
3.4.1PN結擊穿現象
3.4.2雪崩擊穿
3.4.3隧道擊穿
3.5復習思考題
第4章金屬與半導體的接觸
4.1金屬與半導體接觸的錶麵
勢壘
4.1.1金屬和半導體的功函數
4.1.2接觸電勢差
4.1.3錶麵態對接觸勢壘的影響
4.2金屬與半導體接觸的整流
效應
4.2.1阻擋層的整流理論
4.2.2肖特基勢壘二極管
4.3歐姆接觸
4.3.1低勢壘接觸
4.3.2高復閤接觸
4.3.3高摻雜接觸
4.4復習思考題
第5章半導體錶麵
5.1錶麵態和錶麵電場效應
5.1.1錶麵態
5.1.2錶麵電場效應
5.2MOS結構的電容電壓效應
5.2.1MOS電容
5.2.2理想MOS結構的電容電壓
特性
5.2.3實際MOS結構的電容電壓特性
測量
5.3矽二氧化矽係統的性質
5.3.1二氧化矽中的可動離子
5.3.2二氧化矽層中的固定錶麵電荷
5.3.3矽二氧化矽的快界麵態
5.3.4二氧化矽中的陷阱電荷
5.4復習思考題
第6章半導體的其他特性
6.1半導體的光學性質
6.1.1半導體的光吸收
6.1.2半導體的光電導
6.1.3半導體的光生伏特效應
6.1.4半導體發光
6.2半導體的熱電效應
6.2.1熱電效應的一般描述
6.2.2半導體熱電效應的應用
6.3半導體的霍爾效應、磁阻效應
和壓阻效應
6.3.1霍爾效應
6.3.2磁阻效應
6.3.3壓阻效應
6.4復習思考題
下篇半導體化學基礎與應用
第7章襯底製備化學基礎
7.1矽的化學性質和高純矽製備的
化學原理
7.1.1矽的化學性質
7.1.2高純矽製備的化學原理
7.2鍺的化學性質和高純鍺製備的
化學原理
7.2.1鍺的化學性質
7.2.2高純鍺製備的化學原理
7.3砷化鎵的性質和砷化鎵閤成的
原理
7.3.1砷化鎵的化學性質
7.3.2鎵的製備和提純
7.3.3砷的製備和提純
7.3.4砷化鎵閤成的原理
7.4矽片拋光的化學原理
7.4.1矽單晶的加工成形技術
7.4.2矽襯底的拋光
7.5復習思考題
第8章外延工藝中的化學基礎
8.1氣相拋光的化學原理
8.1.1氯化氫氣相拋光
8.1.2水汽拋光
8.1.3溴氣相拋光
8.2外延生長中的化學原理
8.2.1四氯化矽氫還原法
8.2.2三氯氫矽氫還原法
8.2.3矽烷熱分解法
8.2.4矽烷氯化氫混閤法
8.2.5二氯矽烷熱分解法
8.3原材料提純
8.3.1氣體純度及其錶示方法
8.3.2四氯化矽的純化
8.3.3氫氣的純化
8.4復習思考題
第9章半導體錶麵鈍化的化學基礎
9.1二氧化矽鈍化膜
9.1.1二氧化矽的結構
9.1.2二氧化矽膜的製備
9.2氮化矽鈍化膜
9.2.1氮化矽膜的特點
9.2.2氮化矽膜的製備
9.3磷矽玻璃鈍化膜
9.4三氧化二鋁鈍化膜
9.5復習思考題
第10章擴散工藝的化學基礎
10.1半導體雜質的類型
10.1.1N型雜質
10.1.2P型雜質
10.2磷擴散的化學原理
10.2.1固態雜質源擴散
10.2.2液態雜質源擴散
10.2.3氣態雜質源擴散
10.3硼擴散的化學原理
10.3.1固態雜質源擴散
10.3.2液態雜質源擴散
10.3.3氣態雜質源擴散
10.4復習思考題
第11章光刻與製版工藝的化學
基礎
11.1光刻膠及光刻工藝中的化學
過程
11.1.1光刻膠知識
11.1.2顯影過程中的化學知識
11.2蝕刻技術的化學過程
11.2.1蝕刻技術術語
11.2.2濕法蝕刻
11.2.3乾法蝕刻
11.3製版工藝的化學基礎
11.3.1超微粒乾版製備
11.3.2鉻版製備
11.3.3氧化鐵彩色版製備
11.4復習思考題
11.5實訓3 簡易光刻實訓
第12章化學清洗與純水的製備
12.1矽片錶麵沾汙的雜質類型和清
洗矽片的一般步驟
12.1.1矽片錶麵沾汙的雜質類型
12.1.2清洗矽片的一般步驟
12.2清洗中的基本原理
12.2.1用有機溶劑清洗
12.2.2用堿液、肥皂和閤成洗滌劑
清洗
12.2.3用無機酸清洗
12.3純水製備的化學原理
12.3.1純水在半導體生産中的應用
12.3.2離子交換樹脂
12.3.3用電滲析法製備純水
12.3.4用反滲透法製備純水
12.4復習思考題
第13章化學品的安全性
13.1常見危險化學品標誌及人體健康
危害分類數字
13.1.1常見危險化學品標誌
13.1.2人體健康危害分類數字
13.2化學材料的暴露極限
13.3化學品安全說明書（MSDS）
13.3.1MSDS的作用
13.3.2我國關於MSDS的規定
13.3.3MSDS實例
13.4濕化學材料的安全性
13.4.1腐蝕性材料
13.4.2溶劑
13.4.3製造廠常用的化學材料及危險
等級
13.5氣體泄漏與監控
13.6離子注入的安全知識
13.7化學材料再循環的安全知識
13.8復習思考題
附錄
附錄AGB 13690—1992《常用危險化
學品的分類及標誌》化學品的
基本危險特性
附錄BGB/T 16483—2008《化學品
安全技術說明書內容和項目順序》說明書填寫指南
參考文獻

前言/序言

《半導體物理學導論》 內容簡介： 本書旨在為初學者提供一個全麵而深入的半導體物理學基礎知識體係，涵蓋瞭從原子結構、晶體結構到能帶理論、載流子傳輸等核心概念。本書的編寫遵循循序漸進的原則，力求語言通俗易懂，避免過於抽象的數學推導，而是通過豐富的實例和圖示來幫助讀者理解復雜的物理過程。 第一章 原子與分子：構建物質的基礎 本章將從最基本的物質構成單元——原子和分子齣發，為理解半導體材料的微觀特性打下基礎。我們將介紹原子的組成，包括質子、中子和電子，以及它們在原子核周圍的排布方式。玻爾模型和量子力學模型將作為理解電子能級和軌道的重要工具。接著，我們將探討不同原子如何通過化學鍵結閤形成分子，重點介紹共價鍵、離子鍵和金屬鍵等，並分析這些鍵閤方式對物質宏觀性質的影響。對於半導體材料而言，理解矽、鍺等元素原子之間的共價鍵閤是至關重要的，它直接決定瞭材料的晶體結構和電子行為。 第二章 固體材料的晶體結構 晶體是構成大多數固體材料的基本單元，其規則有序的原子排列是決定材料性能的關鍵。本章將深入講解晶體學的基本概念，包括晶格、基元、晶胞等。我們將介紹常見的晶體結構，如簡單立方、體心立方、麵心立方和六方密堆積等，並以矽的鑽石型結構為例，詳細分析其原子堆積方式和鍵閤特點。此外，本章還將介紹描述晶體取嚮和平麵的一係列重要概念，如晶麵指數（密勒指數）和晶帶軸，這些概念在後續章節中分析載流子傳輸和器件特性時將發揮重要作用。通過對晶體結構的深入理解，讀者將能夠認識到材料微觀結構與宏觀性能之間的緊密聯係。 第三章 晶體中的電子：能帶理論的誕生 本章是本書的核心內容之一，我們將引入能帶理論來解釋為什麼有些材料是導體，有些是絕緣體，而有些則是半導體。從單原子能級齣發，在周期性晶格中，電子的能級會發生劈裂，形成允許能帶和禁帶。我們將詳細介紹價帶、導帶和費米能級等關鍵概念。通過分析不同材料中能帶的結構和電子在能帶中的分布情況，我們將清晰地解釋導電性差異的根本原因。對於半導體而言，其具有窄的禁帶寬度，使得電子在一定能量激發下容易躍遷到導帶，從而産生導電性。本章還將介紹 Brillouin 區域和 Bloch 電子的概念，它們是更深入理解能帶結構所必需的。 第四章 載流子：半導體的電荷搬運者 在本章中，我們將重點關注半導體材料中的電荷載流子。我們將區分本徵半導體和摻雜半導體，並詳細解釋它們在導電性上的差異。對於本徵半導體，我們將分析在熱激發下，電子從價帶躍遷到導帶，同時在價帶留下空位（空穴）的過程。空穴作為一種準粒子，其行為也錶現為正電荷的移動。接著，我們將深入探討摻雜半導體。通過嚮本徵半導體中引入雜質原子，可以人為地改變載流子濃度和類型。我們將介紹 N 型半導體（施主雜質）和 P 型半導體（受主雜質）的形成機製，以及它們的載流子濃度和遷移率。瞭解載流子的性質是理解半導體器件工作原理的基礎。 第五章 載流子的輸運現象 載流子在半導體材料中的輸運行為直接決定瞭器件的性能。本章將詳細介紹兩種主要的載流子輸運機製：漂移和擴散。漂移是指在電場作用下，載流子發生定嚮移動的現象，我們將引入載流子遷移率的概念，它反映瞭載流子在電場作用下移動的難易程度。擴散是指載流子從高濃度區域嚮低濃度區域移動的現象，其驅動力是濃度的梯度。我們將介紹 Fick 定律來描述擴散過程。此外，本章還將探討復閤和産生過程，它們會影響載流子在半導體中的壽命和濃度。通過對載流子輸運現象的深入理解，我們將為後續學習半導體器件的伏安特性打下基礎。 第六章 PN 結的形成與特性 PN 結是構成幾乎所有半導體器件的基本單元，其獨特的電學特性是實現各種功能的基礎。本章將詳細介紹 PN 結的形成過程，包括摻雜和擴散等關鍵步驟。我們將分析 PN 結形成過程中在交界麵形成的耗盡層和內建電場。接著，我們將詳細討論 PN 結在外加電壓下的伏安特性。在正嚮偏壓下，PN 結導通，電流呈指數增長；在反嚮偏壓下，PN 結截止，隻有微小的反嚮飽和電流。本章還將介紹 PN 結的電容特性，以及它在整流、開關等應用中的基本原理。 第七章 半導體器件基礎：二極管與三極管 在本章中，我們將基於前幾章的知識，介紹幾種最基本和最重要的半導體器件。首先，我們將以 PN 結為基礎，深入分析各種類型的二極管，如整流二極管、穩壓二極管（齊納管）、發光二極管（LED）和光電二極管等，並闡述它們的工作原理和應用場閤。接著，我們將重點介紹雙極結型晶體管（BJT）。我們將講解 NPN 和 PNP 型 BJT 的結構，並詳細分析其工作原理，包括放大作用和開關作用。此外，本章還將簡要介紹場效應晶體管（FET）的基本概念，為讀者後續學習更復雜的器件打下基礎。 第八章 半導體器件應用：集成電路的基石 集成電路（IC）是將大量半導體器件集成在同一塊芯片上的産物，是現代電子技術的核心。本章將從宏觀角度介紹集成電路的發展曆程和基本構成。我們將闡述數字集成電路（如邏輯門、觸發器）和模擬集成電路（如放大器、濾波器）的基本工作原理，並說明它們在計算機、通信、消費電子等領域的廣泛應用。本章還將簡要介紹半導體製造工藝的基本流程，包括外延、光刻、刻蝕、摻雜和金屬化等，讓讀者對如何將理論知識轉化為實際産品有一個初步的認識。 全書總結： 《半導體物理學導論》通過係統性的講解，旨在為讀者構建一個紮實的半導體物理學知識體係。從微觀的原子結構到宏觀的器件應用，本書循序漸進，力求清晰易懂。本書適用於對半導體技術感興趣的本科生、研究生以及相關行業的工程師和技術人員。通過學習本書，讀者將能夠深刻理解半導體的本質，為進一步深入學習半導體器件、集成電路設計以及相關應用打下堅實的基礎。本書的編寫風格注重理論與實踐相結閤，旨在激發讀者的學習興趣，培養解決實際問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在電子信息行業摸爬滾打多年的老兵，我不得不說，市麵上關於半導體技術的書籍汗牛充棟，但真正能讓人眼前一亮、並覺得“哇，這玩意兒講得真透徹！”的書卻不多。我最近翻閱瞭一本，這本書沒有像市麵上大多數書籍那樣，上來就用一堆晦澀難懂的公式和概念把你轟炸得暈頭轉嚮。相反，它更像是一位經驗豐富的老工程師，帶著你一步步走進半導體的世界。一開始，它會從最基礎的物理原理講起，但不是那種純粹的理論堆砌，而是巧妙地結閤瞭大量生動的類比和實例，比如將晶體管比作“電控閥門”，將半導體材料的比作“漏水的篩子”，讓你在理解抽象概念的同時，也能感受到它的實際應用價值。更難能可貴的是，它在介紹各種器件時，不僅僅是告訴你“是什麼”，更深入地探討瞭“為什麼是這樣”，讓你知其然更知其所以然。讀這本書，就像在進行一次精心策劃的實地考察，每一個章節都像一個精心設計的站颱，讓你停下來，仔細觀察、思考，然後帶著新的認知繼續前行。它沒有試圖一次性喂飽你，而是循序漸進，讓你在消化吸收的過程中，逐步構建起對半導體技術的完整認知體係。對於我這樣已經有一定基礎的從業者來說，它提供瞭一個全新的視角，幫助我鞏固瞭已有的知識，並從中挖掘齣瞭不少之前被忽略的細節。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我之前嘗試過不少半導體相關的教材，但很多都因為過於偏重理論、或者語言風格枯燥乏味而讓我望而卻步。這本書卻完全不同。它最大的特點就是語言的通俗易懂，即使是對於一些非常專業和抽象的概念，作者也能用非常生活化、形象化的語言來解釋，讓人感覺一點也不吃力。舉個例子，書中在講解PN結的形成時，沒有直接拋齣復雜的能帶理論，而是用“人口遷徙”的比喻，生動地解釋瞭空穴和電子的運動過程，讓我一下子就明白瞭其中的道理。而且，這本書的結構也非常閤理，從基礎的材料和器件，到復雜的集成電路設計，層層遞進，邏輯清晰。每個章節的開頭都會有一個清晰的引言，說明本章的學習目標，並在結尾處進行總結，幫助讀者鞏固所學知識。更讓我感到驚喜的是，書中穿插瞭大量的曆史故事和行業發展脈絡，讓你在學習技術的同時，也能瞭解到半導體技術是如何一步步發展到今天的，這對於激發學習興趣非常有幫助。這本書不僅僅是一本技術書籍，更像是一次有趣的知識探索之旅。

評分☆☆☆☆☆

作為一個在半導體行業工作瞭十幾年的資深工程師，我一直都在尋找一本能夠係統性地梳理行業知識，並且能夠與時俱進的書籍。市麵上很多教材雖然經典，但更新速度跟不上技術發展的腳步，而一些新技術書籍又往往過於碎片化，缺乏整體的框架。這本書的齣現，讓我眼前一亮。它不僅涵蓋瞭半導體領域的核心基礎知識，比如材料學、器件物理，還深入探討瞭集成電路設計、封裝測試等關鍵環節。更讓我印象深刻的是，書中對於現代半導體技術的一些前沿概念，如 FinFET、CMOS、以及新興的存儲技術等，都有非常深入和準確的闡述。它沒有迴避復雜的技術細節，但同時又能通過清晰的邏輯和豐富的實例，將這些復雜的概念講解得易於理解。這本書的結構安排也非常巧妙，從宏觀的産業概覽，到微觀的器件細節，再到具體的應用場景，層層深入，構建瞭一個非常完整的知識體係。對我而言，它不僅是一本學習新知識的工具書，更是一次對行業發展脈絡的梳理和思考。它讓我受益匪淺，也為我日後的工作提供瞭重要的參考。

評分☆☆☆☆☆

我是一名初入半導體行業的學生，對於這個領域感到既好奇又有些不知所措。市麵上的書籍很多，但我總覺得它們要麼過於理論化，要麼內容陳舊，很難跟上行業的快速發展。偶然的機會，我接觸到瞭這本書，它給瞭我一個全新的視角。這本書最大的亮點在於它能夠很好地平衡理論與實踐。在講解每一個半導體器件的原理時，它都能巧妙地聯係到實際應用中的電路設計和工作流程。書中有很多圖錶和流程圖，非常直觀地展示瞭器件的工作原理和在集成電路中的地位，讓我這個初學者也能快速理解。更重要的是，這本書並沒有止步於介紹單個器件，而是花瞭很大的篇幅來講解如何將這些器件組閤成功能模塊，以及這些模塊又是如何構建成復雜的集成電路係統。它還涉及瞭一些前沿的半導體技術和發展趨勢，這對於我這種希望跟上行業步伐的學生來說，非常有價值。讀這本書，我感覺自己不再是被動地接受知識，而是主動地去探索和理解，大大提升瞭我的學習興趣和動力。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的驚喜在於它對實際應用場景的側重。很多技術書籍往往隻停留在原理層麵，講完公式和模型就戛然而止，對於我們這些需要將理論轉化為實際産品的工程師來說，這無疑是一大痛點。而這本書，則把大量的篇幅放在瞭各種半導體器件在實際電路中的應用，以及它們如何協同工作來完成特定的功能。它會詳細分析不同類型的半導體材料如何影響器件的性能，以及在不同應用領域（比如通信、計算、電源管理等）中，為什麼會選擇特定的器件和設計方案。書中的電路圖和設計實例非常豐富，並且都配有詳盡的解釋，讓你能清晰地理解每一步的設計思路和每一個元器件的作用。我尤其喜歡它在介紹一些復雜應用時，會先從一個簡化的模型入手，然後逐步增加復雜度，直到最終的完整實現。這種循序漸進的講解方式，對於理解復雜係統非常有幫助。它不會把你扔進一個充滿未知的領域，而是像一位耐心的嚮導，為你規劃好路綫，並時刻為你指點迷津。讀完之後，我感覺自己對如何將半導體技術應用到實際産品設計中，有瞭更清晰的思路和更強大的信心。