半导体科学与技术（第二版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

何杰，夏建白 著

图书标签:

• 半导体
• 集成电路
• 电子工程
• 材料科学
• 微电子学
• 器件物理
• 半导体物理
• 固体物理
• 电子技术
• 纳米技术

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030514561

版次：2

商品编码：12117769

包装：精装

丛书名： 半导体科学与技术丛书

开本：32开

出版时间：2017-06-01

用纸：胶版纸

页数：1368

正文语种：中文

内容简介

　　本书第一版自2006 年出版以来，受到了广大读者的欢迎。第二版在原来基础上仍然延续第一版的体例和风格，内容增加到30 章，并且分为物理篇、材料篇和器件篇，涵盖半导体科学与技术的方方面面。参与写作的作者均为长年工作在该领域第一线的专家学者（包括第一版的作者），介绍了所从事领域的国内外发展动态、自己的工作以及对将来的展望，并附有*新的参考文献以便广大(特别是青年科技工作者)能尽快地进入该领域，加强相互间的学术交流，做出创新性的成果。同时，为科技管理干部提供一个半导体科学技术研究领域的全貌，利于其做出科学合理的规划和管理。

《半导体科学与技术（第二版）》图书简介 《半导体科学与技术（第二版）》是一部深入探讨半导体材料、器件及其应用原理的权威性专著。本书在第一版的基础上，全面更新了内容，吸收了近年来半导体领域最新的研究进展和技术突破，旨在为从事半导体科学研究、工程开发以及相关领域学习的学生和专业人士提供一本系统、详实、前沿的参考资料。 全书共分为十二章，由浅入深，逻辑清晰地阐述了半导体世界的奥秘。 第一章 绪论 本章首先回顾了半导体发展简史，勾勒出从早期锗晶体管到现代集成电路的演进轨迹，强调了半导体技术在现代信息社会中的核心地位。接着，详细介绍了半导体材料的分类、结构特性以及其在电子设备中的基础作用。通过对硅、锗、砷化镓等典型半导体材料的微观结构和电子行为的初步介绍，为后续深入的理论分析奠定基础。此外，本章还探讨了半导体行业的发展趋势，包括摩尔定律的持续性挑战、新材料的探索以及新兴应用领域的崛起，为读者树立对半导体技术未来发展的宏观认知。 第二章 晶体结构与缺陷 本章聚焦于半导体材料的微观世界。晶体结构是理解半导体性质的基石，本章系统阐述了晶体学的基本概念，包括晶格、基元、晶向、晶面等，并重点介绍了半导体中最常见的晶体结构，如金刚石立方结构（硅、锗）和闪锌矿结构（砷化镓）。在此基础上，深入分析了晶体缺陷的存在及其对半导体性能的深远影响。主要内容包括点缺陷（空位、填隙原子、取代原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、表面），并详细讲解了它们如何影响载流子浓度、迁移率以及器件的可靠性。通过对晶体结构和缺陷的细致剖析，读者将能更深刻地理解为何不同半导体材料会表现出迥异的电学特性。 第三章 固态中的电子理论 本章是理解半导体电学性质的核心。本章详细阐述了量子力学在描述半导体电子行为中的关键作用。通过引入能带理论，清晰地解释了导体、绝缘体和半导体之间的根本区别，即能带结构和带隙的存在。章节深入探讨了有效质量、电子和空穴的产生与复合机制（如辐射复合、俄歇复合、陷阱辅助复合），以及载流子在电场和磁场中的运动（漂移和扩散）。此外，本章还介绍了费米-狄拉克统计在描述半导体中电子分布中的应用，以及简要提及了光学性质与电子结构的关系。对本章内容的掌握，是理解后续所有半导体器件工作原理的基础。 第四章 掺杂与载流子浓度 掺杂是实现半导体电学性能可控的关键工艺。本章详细讲解了掺杂的概念、目的以及其在半导体材料中引起的电学变化。通过引入施主和受主杂质的概念，清晰地阐述了如何通过掺杂形成N型半导体和P型半导体。本章深入分析了不同温度下本征载流子浓度、杂质浓度和外加电场对载流子浓度的影响，以及通过玻尔兹曼近似和精确解法计算不同温度下的电子和空穴浓度。此外，还讨论了杂质在晶格中的分布、迁移以及对器件性能可能造成的负面影响。 第五章 载流子输运现象 本章聚焦于半导体材料中载流子的动态行为。在电场作用下，载流子会产生定向移动，形成电流。本章详细分析了载流子的漂移运动，并引入了迁移率的概念，解释了迁移率与晶格振动（声子散射）、杂质散射以及表面散射等因素的关系。此外，载流子还会在浓度梯度作用下发生扩散运动，本章深入探讨了扩散电流的形成机制，并结合漂移和扩散，全面阐述了半导体中的电流连续性方程。本章还将简要介绍霍尔效应及其在测量载流子浓度和迁移率中的应用。 第六章 P-N结及其特性 P-N结是构成绝大多数半导体器件的基础单元。本章详细阐述了P-N结的形成过程、能带图以及在不同偏压下的电学特性。通过对耗尽层、内建电场、空间电荷区以及势垒的深入分析，解释了P-N结在正向偏压下的导通行为和反向偏压下的阻断行为。本章还详细介绍了P-N结的伏安特性曲线，以及隧穿效应和齐纳击穿等反向击穿机制。此外，还对不同类型的P-N结（如均匀掺杂P-N结、渐变掺杂P-N结）进行了比较分析。 第七章 半导体二极管 本章基于P-N结理论，深入介绍了各种类型的半导体二极管及其工作原理。首先，详细分析了整流二极管（包括硅二极管、锗二极管、肖特基二极管），阐述了其在交流电整流中的应用。接着，重点介绍了稳压二极管（齐纳管），解释了其利用齐纳击穿或雪崩击穿实现恒定电压输出的原理，并介绍了其在稳压电路中的重要作用。此外，还涵盖了发光二极管（LED）的发光机理（电致发光）、不同材料的发光颜色以及在显示和照明领域的广泛应用。光电二极管（光电探测器）的光电转换原理、内光电效应以及在光信号检测中的应用也得到了详细阐述。 第八章 双极型晶体管（BJT） 双极型晶体管（BJT）是第一个广泛应用的固体器件，在本章得到了详细介绍。本章首先阐述了NPN和PNP型BJT的结构、工作原理以及载流子的注入、传输和收集过程。重点分析了BJT在不同工作区域（截止区、放大区、饱和区）的特性，并详细推导了其输入输出特性曲线。本章还深入探讨了BJT的电流放大系数（β）、跨导等关键参数，并介绍了BJT在放大电路和开关电路中的应用。此外，还讨论了BJT的结电容效应、寄生效应以及影响其高频性能的因素。 第九章 场效应晶体管（FET） 场效应晶体管（FET）是现代集成电路中更为普遍使用的器件。本章全面介绍了不同类型的FET。首先，详细阐述了结型场效应晶体管（JFET）的工作原理，包括其栅极对沟道电导的控制机制。接着，重点介绍了MOS（金属-氧化物-半导体）场效应晶体管，包括其结构（NMOS和PMOS）、工作模式（增强型和耗尽型），并详细推导了其跨导、阈值电压等关键参数。本章还深入分析了MOSFET的栅介质特性、表面势、以及沟道中的载流子输运。最后，讨论了FET在放大电路、开关电路以及数字逻辑电路中的应用。 第十章 固态器件集成与制造工艺 本章将视角从单个器件转移到大规模集成电路。本章详细介绍了半导体器件的集成化过程，包括固态器件的制造流程，如硅片制备、光刻、刻蚀、薄膜沉积、离子注入、退火等关键工艺步骤。重点阐述了光刻技术（包括紫外光刻、深紫外光刻、EUV光刻）在微电子制造中的核心作用，以及各种刻蚀技术（干法刻蚀、湿法刻蚀）的原理和应用。此外，本章还介绍了金属互连技术、封装技术以及集成电路的可靠性问题。通过对制造工艺的深入讲解，读者可以理解现代电子产品高度集成化的技术根源。 第十一章 半导体器件在电子系统中的应用 本章将前述的半导体器件理论与实际应用相结合，展示了半导体技术在构建复杂电子系统中的核心作用。本章详细阐述了半导体器件如何构成各种功能模块，如放大器、振荡器、开关电路、逻辑门电路等。在此基础上，深入介绍了数字集成电路（如微处理器、存储器、FPGA）和模拟集成电路（如运算放大器、滤波器）的基本设计原理和典型结构。最后，还展望了半导体技术在新兴领域的应用，包括光电子器件、微机电系统（MEMS）、功率半导体以及第三代半导体材料（如SiC、GaN）在新能源、电动汽车等领域的应用前景。 第十二章 半导体技术的前沿与未来 本章为读者勾勒出半导体科学与技术领域的最新动态和未来发展方向。本章探讨了超越经典硅基CMOS技术的挑战与机遇，包括新材料（如二维材料、钙钛矿）的研发与应用，以及新型器件结构（如FinFET、GAAFET、量子点器件）的探索。此外，还深入讨论了半导体技术在人工智能、物联网、5G通信、生物电子学等前沿领域的关键作用，以及量子计算、忆阻器等颠覆性技术的潜在影响。本章旨在激发读者对半导体领域未来发展的思考和探索，为半导体科学与技术的持续进步注入新的活力。 《半导体科学与技术（第二版）》以其系统性的知识体系、前沿性的内容更新以及丰富的实例分析，必将成为相关领域研究者和工程技术人员宝贵的参考工具书，也为有志于投身半导体行业的学生提供了坚实而全面的理论基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常专业，用词精准，逻辑严谨，这对于我们这些需要严谨学术态度学习的读者来说，是至关重要的。作者并没有回避那些复杂的术语，而是以一种清晰、系统的方式引导我们去理解它们。虽然偶尔会遇到一些晦涩难懂的句子，但整体上，我能感受到作者在努力让内容变得易于理解。书中的一些例子也很有代表性，能够帮助我们联系实际，加深对理论知识的理解。而且，我注意到书中对一些前沿技术的探讨也触及得很深，这让我对未来半导体行业的发展趋势有了更清晰的认识，也激发了我进一步探索的兴趣。总而言之，这是一本值得反复阅读、深入品味的专业书籍。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版设计真的可圈可点。每一页都精心布局，文字、公式、图表和谐统一，阅读起来非常舒适，不会感到拥挤或杂乱。图片和插图的质量非常高，无论是晶体管的内部结构图，还是复杂的能带图，都描绘得非常清晰准确，极大地辅助了对抽象概念的理解。我特别喜欢书中的一些流程图和对比表格，它们将复杂的工艺流程和不同材料的特性一目了然地展现出来，大大提高了学习效率。即使是一些我之前完全没有接触过的概念，在图文并茂的解释下，也变得相对容易理解了。这让我深刻体会到，一本好的教材，不仅要有扎实的理论内容，更要有优秀的呈现方式，才能真正达到“授人以渔”的效果。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计挺有意思的，深邃的蓝色背景，搭配银色的书名，显得非常专业和有质感。拿到手里，感觉厚实而沉重，一股知识的厚重感扑面而来，让我对接下来的阅读充满期待。我一直对这个领域充满了好奇，但又觉得有些遥不可及，这次终于下定决心要深入了解一下。书本的装帧也很精美，纸张的触感光滑细腻，印刷清晰，即使是复杂的公式和图表，也显得一目了然。我特别喜欢它在章节开头设置的一些引人入胜的导语，就像是为你打开了一扇通往新世界的大门，勾起了我强烈的求知欲。我想，这不仅仅是一本教科书，更是一次探索未知的旅程，我迫不及待地想要 dive into 那个充满微观世界的神奇领域。希望这本书能让我彻底摆脱“小白”的身份，真正理解那些曾经让我头疼的专业名词背后所蕴含的深刻道理。

评分☆☆☆☆☆

刚翻开这本书，就被它严谨的学术风格和深厚的理论体系所震撼。每一章的逻辑都衔接得非常紧密，从基础概念到核心原理，再到实际应用，层层递进，让人能够循序渐进地理解复杂的技术细节。我注意到作者在解释一些关键概念时，常常会引用大量的实验数据和最新的研究成果，这使得内容非常具有说服力，也让我对书中的知识点有了更深刻的认知。虽然内容偏理论，但其中穿插的许多实际案例分析，又让我看到了理论与实践相结合的强大力量。特别是对于那些需要深入理解其背后物理机制的工程师和研究人员来说，这本书无疑是一本宝贵的参考资料。它不只是提供“是什么”，更着重于解释“为什么”，这种深入的探究方式，对于提升专业素养非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

对于那些初次接触半导体领域，或者希望巩固基础知识的读者来说，这本书可能需要一点耐心。它确实提供了非常全面和深入的知识体系，但对于一些缺乏相关背景知识的读者来说，可能需要先做一些基础概念的铺垫。不过，如果你愿意投入时间和精力去钻研，这本书绝对是一座巨大的宝库。它不仅仅是罗列知识点，更是为你构建了一个完整的知识框架，让你能够理解半导体技术是如何一步步发展到今天的。书中的许多讨论都带有启发性，会让你思考更多的问题，而不是简单地接受结论。我相信，通过这本书的学习，我们一定能对半导体这个领域有一个更加深刻和全面的认识，为未来的学习和工作打下坚实的基础。