圖形化半導體材料特性手冊 季振國著 9787030390103 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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季振國著 著

圖書標籤:

• 半導體材料
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齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030390103

商品編碼：29373420517

包裝：平裝

齣版時間：2013-11-01

基本信息

書名：圖形化半導體材料特性手冊

定價：118.00元

作者：季振國著

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2013-11-01

ISBN：9787030390103

字數：490000

頁碼：357

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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電子信息材料是發展極為迅速的一類材料，但是缺少相關的特性手冊。已有的類似書籍要不數據量少，要不數據陳舊，滿足不瞭讀者的需要。本書收集瞭大量的已經發錶的實驗數據，結閤作者多年來的實驗數據，編寫瞭這部手冊。為瞭便於讀者進行數據處理和比較，作者操作性地把收集到的實驗數據通過數值化手段轉換為數據文件，便於讀者進行各種數據處理。手冊數據量大，特性齊全，非常適閤相關領域的科技工作者和研究生使用。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《精微之境：半導體材料的奧秘與應用》 內容簡介： 本書旨在為讀者揭示半導體材料的深邃世界，從其微觀結構到宏觀性能，再到廣泛的應用領域，提供一個全麵而深入的探索。我們將深入探究半導體材料的電子特性，闡釋其為何能在現代科技中扮演如此至關重要的角色。通過對不同類型半導體材料的詳盡剖析，讀者將能夠理解它們在電子器件製造中的關鍵作用，以及它們如何驅動著信息時代的飛速發展。 第一章：半導體材料的基石——原子結構與電子理論 原子世界的量子律動： 本章將從原子層麵的基本原理入手，介紹電子在原子核外軌道的分布規律，以及量子力學如何描述這些微觀粒子的行為。我們將聚焦於半導體材料特有的價電子層，闡述其電子排布的獨特性。 晶體結構的美學與物理： 深入探討半導體材料的晶體結構，如矽、鍺、砷化鎵等，它們如何通過周期性的原子排列形成穩定而有序的晶格。我們將解析不同晶麵、晶嚮對材料性能的影響，並介紹X射綫衍射等錶徵技術在分析晶體結構中的應用。 能帶理論的哲學： 引入能帶理論這一核心概念，解釋電子在晶體中能量的離散化現象，形成價帶、導帶以及禁帶。清晰地闡述導帶和價帶之間的能隙寬度，是區分導體、絕緣體和半導體的根本依據。我們將詳細講解不同半導體材料的能帶結構圖，並初步探討摻雜對能帶的影響。 電子與空穴的舞蹈： 深入剖析半導體中的載流子——自由電子和空穴。解釋它們是如何在一定條件下産生的（如熱激發、光激發），以及它們如何作為電荷的載體參與導電過程。我們將介紹載流子濃度、遷移率等關鍵參數，以及它們對材料導電性能的影響。 第二章：半導體材料的“基因改造”——摻雜技術與載流子調控 外延生長的藝術： 介紹多種半導體材料的外延生長技術，如化學氣相沉積（CVD）、分子束外延（MBE）等。重點講解這些技術如何實現對材料成分、厚度、摻雜濃度的高度精確控製，為製造高性能器件奠定基礎。 引入雜質，改變命運： 詳細闡述摻雜（Doping）的概念，以及它是如何通過引入特定的雜質原子來改變本徵半導體導電特性的。我們將區分N型半導體（電子作為多數載流子）和P型半導體（空穴作為多數載流子）的形成機理，並介紹常用的摻雜元素及其在矽、鍺等材料中的摻雜方式。 摻雜濃度與性能的權衡： 探討不同摻雜濃度對材料電阻率、載流子壽命、遷移率等參數的影響。我們將分析過摻雜和欠摻雜帶來的不同後果，並強調在器件設計中實現精確的摻雜濃度控製是多麼重要。 復閤機製的演化： 介紹半導體材料中載流子復閤的幾種主要機製，如輻射復閤、俄歇復閤、陷阱輔助復閤等。理解這些復閤過程對於提高器件效率、延長載流子壽命至關重要。 第三章：半導體材料的“性格測試”——關鍵物理參數的測量與錶徵 導電性能的量化： 詳細介紹測量半導體材料電阻率的方法，如四探針法、範德堡法等。講解如何通過測量電阻率來評估材料的純度、摻雜均勻性以及載流子濃度。 載流子的“活力”： 深入探討遷移率的測量方法，如霍爾效應測量。解釋遷移率對於半導體器件速度和性能的重要性，以及影響遷移率的因素，如晶格散射、雜質散射等。 能量的“門檻”： 介紹測量半導體禁帶寬度的方法，如吸收光譜法、光緻發光法等。闡述禁帶寬度對於材料光學和電子特性的決定性影響。 界麵世界的探秘： 講解半導體異質結界麵特性測量的重要性，如肖特基結、PN結的電容-電壓（C-V）測量，以及界麵態的錶徵方法。理解界麵特性對於多層結構器件的性能至關重要。 錶麵與形貌的審視： 介紹多種錶麵分析技術，如掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、原子力顯微鏡（AFM）等。這些技術能夠幫助我們觀察材料的微觀形貌、晶界、缺陷等，為理解材料性能提供直觀證據。 第四章：種類繁多的半導體傢族——從矽基到寬禁帶材料 矽——現代電子的基石： 深入剖析矽（Si）作為最重要、應用最廣泛的半導體材料的特性。從其豐富的地殼儲量、成熟的工藝技術，到其在集成電路、太陽能電池等領域的統治地位。 鍺——曆史的先驅與新生的力量： 迴顧鍺（Ge）作為早期半導體材料的曆史地位，並探討其在特定領域的應用，如高溫器件、紅外探測器等。 化閤物半導體的輝煌： 重點介紹III-V族化閤物半導體，如砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）等。闡述它們優異的電子遷移率和光電特性，以及在高速通信、光電器件、LED照明等領域的關鍵作用。 II-VI族與氮化物半導體： 介紹II-VI族化閤物半導體，如硫化鎘（CdS）、硒化鋅（ZnSe）等，及其在光電轉換、發光器件中的應用。特彆關注氮化物半導體（如氮化鎵GaN），其在藍色LED、高頻高功率器件等領域的革命性突破。 碳化矽——高溫與高壓的勇士： 深入探討碳化矽（SiC）作為一種寬禁帶半導體材料的優越性能。重點分析其在高溫、高壓、高頻工作環境下的穩定性，以及在電力電子、電動汽車等領域的巨大潛力。 氧化物半導體的新星： 介紹近年來備受關注的氧化物半導體，如氧化鋅（ZnO）、氧化銦锡（ITO）等。分析它們的透明導電特性、寬禁帶特性，以及在柔性電子、透明顯示等領域的應用前景。 第五章：半導體材料的“傑作”——器件原理與製造工藝 PN結的奇跡： 詳細解釋PN結的形成原理、能帶彎麯、內建電場以及在外加電場下的特性（正嚮導通、反嚮截止）。這是構成所有半導體器件的基礎。 二極管——電流的單嚮閥門： 介紹不同類型的二極管，如整流二極管、穩壓二極管、發光二極管（LED）、肖特基二極管等，闡述其工作原理和應用。 晶體管——電子世界的“開關”與“放大器”： 深入剖析雙極結型晶體管（BJT）和場效應晶體管（FET）的工作原理。重點講解MOSFET（金屬-氧化物-半導體場效應晶體管）的結構、工作模式（增強型、耗盡型）以及其在現代集成電路中的核心地位。 集成電路的“智慧”： 簡述集成電路（IC）的製造工藝流程，包括光刻、刻蝕、薄膜沉積、擴散、離子注入等關鍵步驟。解釋這些工藝如何將數以億計的晶體管和其它電子元件集成到一塊芯片上。 光電器件的“對話”： 探討光電探測器（如光電二極管、光電導管）如何將光信號轉換為電信號，以及太陽能電池如何將光能轉換為電能。介紹半導體激光器如何産生相乾光。 新型器件的探索： 簡要介紹一些前沿的半導體器件，如憶阻器、量子點器件、二維材料器件（如石墨烯、過渡金屬硫化物）等，展望它們在未來電子技術中的可能應用。 第六章：半導體材料的未來——挑戰與展望 摩爾定律的邊界與突破： 討論摩爾定律的物理極限，以及半導體行業為應對這一挑戰所做的努力，包括新材料、新結構、新工藝的研發。 綠色電子與可持續發展： 探討半導體材料在環境保護和可持續發展中的作用，如高效能源轉換材料、低功耗器件等。 人工智能與大數據驅動的材料設計： 介紹計算材料學、機器學習等先進技術在加速半導體材料發現和優化過程中的應用。 量子計算的曙光： 簡述半導體材料在構建量子計算機中的潛力，以及量子信息科學帶來的顛覆性影響。 跨學科融閤的趨勢： 強調半導體材料科學與物理學、化學、工程學、計算機科學等學科的深度融閤，共同推動科技進步。 本書不僅是一本技術手冊，更是一次對微觀世界精妙設計的緻敬，一次對人類智慧不斷突破邊界的謳歌。通過對半導體材料深入淺齣的講解，我們希望能夠激發讀者對科學探索的興趣，並為相關領域的學習者和研究者提供有價值的參考。

評分☆☆☆☆☆

我特彆關注瞭書中關於“材料缺陷與可靠性”這一章節的論述。這部分內容的處理，可以說是全書的亮點之一。作者沒有將缺陷僅僅視為需要消除的“雜質”，而是將其視為影響材料本徵特性的重要組成部分。他詳細分析瞭熱激活過程中的缺陷能級如何影響器件的壽命和工作穩定性，特彆是對於光電轉換效率的長期衰減機製，提供瞭深入的見解。書中對缺陷的錶徵技術，例如深能級瞬態光譜（DLTS）的數據解讀，也寫得非常到位，將原本枯燥的譜圖分析，轉化為對材料內部物理狀態的直觀洞察。這種將“製造過程中的遺憾”與“最終産品性能”緊密聯係起來的分析視角，體現瞭作者深厚的工程實踐經驗，讓我對未來設計更具魯棒性的半導體産品充滿瞭信心。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格，坦白地說，是偏嚮於“老派”的、極其精準的學術錶達。它幾乎不使用任何口語化的錶達，每一個術語的選擇都力求精確無誤，這保證瞭信息的準確性和跨語言交流的便利性。然而，對於我這種習慣瞭現代網絡化信息傳播的讀者來說，偶爾會感到一絲晦澀。在涉及一些前沿的、尚未完全標準化的概念時，作者的錶述略顯保守，更傾嚮於引用已經被廣泛接受的經典理論，而對一些新興的、仍在激烈爭論中的解釋則著墨不多。但這或許正是這本書的定位所在——它更像是一部值得信賴的“基石”文獻，而非緊跟熱點的前沿綜述。所以，讀者在閱讀時，需要有一定的專業背景作為支撐，纔能最大化地吸收其精髓。

評分☆☆☆☆☆

翻開正文，我立刻被作者在概念引入上的嚴謹性所摺服。這本書似乎並沒有急於跳入復雜的量子力學模型，而是從最基礎的能帶理論和晶體結構齣發，循序漸進地構建知識體係。那種紮實的基礎工作，讓我在後續理解復雜半導體器件特性時，感覺豁然開朗。舉例來說，它對載流子輸運機製的闡述，不僅僅停留在教科書式的漂移和擴散公式羅列上，而是深入探討瞭雜質散射、聲子散射等微觀機製對宏觀電學性能的影響，並且配有大量的實驗數據擬閤麯綫作為佐證。這種“從微觀到宏觀”的邏輯鏈條構建得非常完整，使得讀者在學習時，能夠清晰地追蹤到每一個物理現象背後的本質原因。對於想要深入研究材料製備與器件性能之間關係的工程師而言，這種深度是非常寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

這部書的裝幀設計，說實話，初看之下並沒有給我帶來那種“哇，這是本硬核技術寶典”的震撼感。封麵設計走的是一種偏嚮學術、沉穩的風格，配色比較剋製，黑白灰為主調，中間點綴著一些仿佛電路圖般的抽象綫條。內頁的紙張質量倒是相當不錯，厚實且有一定的韌性，油墨印刷清晰，字跡銳利，這對於需要頻繁翻閱和在書上做標記的讀者來說，無疑是個加分項。我尤其欣賞它在排版上的用心，大量的圖錶和公式被精心布局，留白恰到好處，使得即便是信息密度極高的部分，視覺負擔也不會太重。不過，我還是希望在一些關鍵的理論推導過程旁，能有更具引導性的注釋或圖示來輔助理解，畢竟半導體物理的抽象性，對初學者不太友好。總體來說，作為一本工具書，它的物理形態傳遞齣的信息是可靠且專業的，讓人願意把它放在手邊隨時查閱。

評分☆☆☆☆☆

閱讀過程中，我發現本書在案例分析和工程應用層麵的覆蓋麵相當廣闊。它不僅僅聚焦於矽基材料，還花瞭相當大的篇幅討論瞭如砷化鎵、氮化鎵等第三代半導體材料的特性。特彆是在高頻器件和電力電子領域，作者巧妙地將理論模型與實際工作中的設計難題聯係起來。比如，在討論肖特基勢壘時，書中不僅給齣瞭理想模型的計算方法，還結閤瞭實際界麵態密度對器件開啓電壓的影響，這一點對於正在進行器件仿真的同事來說，簡直就是一本現成的“踩坑指南”。我特彆喜歡它在總結章節中，對不同材料在特定應用場景下的優劣勢進行的橫嚮對比，這種直觀的比較，遠勝於零散地閱讀分散的資料，極大地提升瞭決策效率。