Физика полупроводниковых приборов Книга 1 - Зи С.
Скачать (прямая ссылка):
по этой теме для студентов и аспирантов, а приведенные в ней фактические
данные широко используются исследователями и разработчиками
полупроводниковых устройств.
За прошедшее' десятилетие в области полупроводниковых приборов было
опубликовано более 40 ООО статей, содержащих большое число новых идей
относительно функционирования полупроводниковых устройств и их
изготовления. Все это потребовало существенной переработки содержания
книги для второго издания (обновлено более 80 % материала). Из 1000
содержащихся в книге ссылок на оригинальные статьи 70 % относятся к
последнему десятилетию, а 65 % из более чем 600 иллюстраций заменены
новыми.
В книге рассмотрено большинство наиболее важных современных
полупроводниковых приборов, которые можно разделить на четыре основных
класса: биполярные, униполярные, СВЧ- и оптоэлектронные приборы. Каждому
из них посвящена отдельная часть книги. Каждая глава содержит небольшое
историческое введение, а затем излагаются основные физические явления,
определяющие характеристики приборов данного типа, и их математическое
описание. Разделы глав расположены в логической последовательности, без
излишней "привязки" к оригинальным работам-первоисточникам. Главы в той
или иной степени независимы друг от друга, что облегчает читателю
использование книги в качестве справочника.
Естественно, в процессе написания книги мне помогали и оказывали
поддержку многие мои коллеги. В первую очередь я хочу выразить
признательность руководству фирмы Bell Laboratories, обеспечившему мне
благоприятные условия для работы над книгой. Без такой поддержки эта
книга, безусловно, не могла бы быть написана. Существенную помощь мне
оказали советы моих рецензентов: д-ров из фирмы Bell Laboratories
Эндрюса, Аспниса, Бидла, Брюса, Болла, Чена, Фичпера, Фукуи, Гуммеля,
Канга, Ли, Лепселтера, Николлиана, Нихауса, Пано-усиса, Паоли, Райдера,
Шёдзи, Смита, Торнбера, Вемпла; профессоров Казн (У ниверситет Дьюка),
Кроуэлла (Южнокалифорнийский университет), Фенга ^Национальный
Тайваньский университет), Ганди (Рэнселлерский политехнический институт),
Крёмера (Калифорнийский университет), Ламперта (Принстонский
университет), Мельхиора (Швейцарский федеральный технологический
институт), Редикера (Массачусетский технологический институт), Тима
(Венский технический университет) и д-ров Чанга (фирма ИБМ), Гиббонса (из
Ples-sey Research Limited) и Холла (фирма General Electric).
Я благодарен Мак-Грю, Чи, Фанк и Ланчу за техническое редактирование и
Лабэйт, Стивенс и Тетельбаум за их помощь при составлении литературы, Я
признателен также Шаферу из Центра информации, синтеза и анализа числовых
данных за предоставление новейших данных по свойствам полупроводников. Я
хочу поблагодарить также Мак-Карти и Мэй за неоднократную перепечатку
Предисловие автора
7
разделов рукописи, Холмфелта и других сотрудников чертежного отдела фирмы
Bell Laboratories за подготовку нескольких сотен иллюстраций, вошедших в
книгу. Во всех случаях, когда в качестве иллюстраций были использованы
рисунки из оригинальных работ, приведены соответствующие есылки. Я
признателен также работникам издательства Новотны, Альдцерие, Фаркао и
Флетчер за помощь в публикации книги, И наконец, я хочу выразить особую
благодарность моей жене Tepese Линг-Ю, сыну Раймонду и дочери Джулии,
помогавшим мне на всем протяжении работы над книгой, от перепечатки
первых набросков до окончательной обработки рукописи.
Мюррей Хилл, Нью-Джерси С. М, Зи
Май 1981
ВВЕДЕНИЕ
Книга состоит из пяти частей. Часть I (гл. 1) представляет собой сводку
данных об основных физических явлениях в полупроводниках и свойствах этих
материалов, которые на протяжении всей книги будут использоваться для
объяснения и расчета характеристик конкретных полупроводниковых приборов.
Здесь кратко рассматриваются энергетические зонные схемы, распределения
носителей и процессы переноса в трех наиболее важных в настоящее время
полупроводниках: германии (Ge), кремнии (Si) и арсейиде галлия (GaAs).
Последние и наиболее точные значения параметров этих полупроводников
приведены на рисунках в главе и в соответствующих таблицах, вынесенных
для удобства в приложение.
Часть II (гл. 2-4) посвящена биполярным приборам, в которых в процессах
переноса участвуют оба типа носителей тока - электроны и дырки. В гл. 2
рассматриваются характеристики р-"-переходов и основные технологические
способы их изготовления. Теория р-"-перехода представляет собой основу
физики полупроводниковых приборов, поскольку р-/г-переход - один из
основных элементов большинства структур приборов, Глава 3 посвящена
биполярному транзистору, работа которого основана на взаимодействии двух
близко расположенных р-"-переходов. Биполярный транзистор является одним
из важнейших полупроводниковых приборов. Можно считать, что с его
изобретением в 1947 г. началась эра современной электроники. Работа
тиристора, представляющего собой три близко расположенных и
