半导体工程学

半导体工程学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:科学出版社
作者:孙健霞 樊友民
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2001-06-01
价格:12.0
装帧:
isbn号码:9787030093226
丛书系列:
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
  • 固态电子学
  • 半导体材料
  • 电子技术
  • 纳米技术
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具体描述

本书是21世纪大学新型参考教材系列之一,书中主要讲解半导体工程学基础、半导体中的电子和空穴、载流子输送现象、pn结和金属-半导体接触、二极管和双极晶体管、金属-绝缘体-半导体(MIS)结构基础等。

作者均为工作在微电子专业教学科研第一线的专家教授,书中内容新颖、重点突出,文字叙述深入浅出、流畅易懂。书中穿插有“篇外活”可作为正文内容的补充说明。各章末均有练习题,书后附有练习题解答。

《半导体工程学》 这本书深入探讨了半导体器件的设计、制造、测试以及应用等各个环节。我们将从半导体材料的基础性质出发,逐步揭示各种主流半导体器件的工作原理,包括晶体管、二极管、存储器等。 核心内容概览: 半导体材料学: 详尽介绍硅、锗、砷化镓等常用半导体材料的晶体结构、能带理论、载流子输运特性以及掺杂技术。我们将深入分析杂质对半导体性能的影响,以及如何通过控制杂质浓度来调整材料的导电类型和导电能力。此外,还会探讨新型半导体材料的潜在应用,例如氮化镓在功率电子领域的优势,以及二维材料在下一代电子器件中的潜力。 PN结与二极管: 详细阐述PN结的形成过程、势垒的形成机理以及在外加电压下的行为。我们将分析正向偏置和反向偏置对PN结导电性的影响,并介绍各种类型的二极管,如稳压二极管、肖特基二极管、发光二极管(LED)和光电二极管等,阐述它们独特的设计和应用场景。 晶体管器件: 全面覆盖双极结型晶体管(BJT)和场效应晶体管(FET)两大家族。对于BJT,我们将深入剖析其工作原理、电流放大机制、各种工作区域以及参数特性。对于FET,重点介绍结型场效应晶体管(JFET)和金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)的结构、工作原理、栅控效应以及不同类型的MOSFET(NMOS、PMOS、CMOS)的特点和优势。特别会强调CMOS技术在现代集成电路中的核心地位。 集成电路(IC)基础: 介绍集成电路的基本概念、发展历程以及不同类型的集成电路,如模拟集成电路和数字集成电路。我们将探讨IC的设计流程,包括逻辑设计、电路设计、版图设计等关键步骤。同时,会涉及IC的制造工艺,从晶圆的制备到光刻、刻蚀、薄膜沉积、离子注入等核心工艺流程,以及后道封装和测试技术。 半导体制造工艺: 详细解析半导体芯片制造的复杂流程。从硅晶圆的生长与抛光开始,到晶圆上的层层构建,包括光刻(photolithography)技术在图案转移中的关键作用、湿法刻蚀和干法刻蚀(如等离子刻蚀)的原理与应用、各种薄膜(氧化膜、氮化膜、金属膜等)的沉积技术(如CVD、PVD),以及离子注入(ion implantation)对掺杂的精确控制。还会介绍晶圆级测试(wafer testing)和封装(packaging)的重要性。 现代半导体技术与趋势: 展望半导体技术的发展前沿。我们将讨论摩尔定律的挑战与延续,介绍先进的制造工艺节点(如7nm、5nm、3nm及以下),以及新兴的器件技术,如FinFET、GAA(Gate-All-Around)晶体管、3D NAND闪存、忆阻器等。此外,还会探讨半导体在人工智能(AI)、5G通信、物联网(IoT)、电动汽车以及高性能计算等领域的应用和发展前景。 学习本书将帮助您: 建立扎实的半导体物理和器件工作原理的理解。 掌握主流半导体器件的设计与分析方法。 了解半导体制造的关键工艺和技术挑战。 认识半导体技术在现代科技和社会发展中的重要作用。 为进一步深入学习微电子学、集成电路设计、半导体材料与器件等领域打下坚实基础。 无论您是电子工程、材料科学、物理学专业的学生,还是对半导体技术充满好奇的研究人员或工程师,本书都将为您提供一套系统、深入的知识体系。

作者简介

目录信息

1 半导体工程学基础
1.1半导体的种类
1.2半导体的特征
练习题
2 半导体中的电子和空穴
2.1晶体结构和原子及固体的电子能量
2.2固体(晶体)中的电子、空穴运动
2.3本征半导体和杂质半导体
2.4热平衡的载流子浓度
练习题
3 载流子输运现象
3.1导电现象
3.2霍尔效应
3.3非平衡状态下的载流子输运现象
3.4扩散方程式
练习题
4 pn结和金属-
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本书的封面设计就透露着一股沉甸甸的专业感,哑光的质感,上面印着复杂的电路图纹理,还点缀着一些微缩的晶体管图标,一看就知道不是那种轻松读物。我当初买它,纯粹是出于对这个领域的好奇心,虽然我自己并非半导体行业的从业者,但听过一些关于芯片制造、摩尔定律之类的科普,总觉得这里面藏着许多改变世界的秘密。翻开书页,映入眼帘的是密密麻麻的公式和图表,一开始确实有些望而却步,特别是那些涉及量子力学和固体物理的章节,感觉像是在啃一块硬骨头。我花了大概一个星期的时间,才勉强消化了第一部分的绪论和基础概念,像是重新学习了一遍物理和化学,只不过是用一种更抽象、更微观的视角。书中的语言风格非常严谨,每一个术语的定义都力求精确,很少有可以“意会”的地方,必须逐字逐句地去理解。有时候,我会在一个公式上停留好久,反复推敲它背后的物理意义,试图将书本上的理论与现实世界中那些闪烁着微光的芯片联系起来。即使是初学者,也能感受到作者在梳理知识脉络上的功力,将如此庞杂的体系,分解成一个个相对独立的章节,循序渐进地展开。我特别欣赏其中关于半导体材料的介绍,从硅的晶体结构到各种掺杂技术的原理,讲解得非常透彻,让我对“纯净”这个词有了全新的认识,也明白了为什么一点点杂质都能对最终的性能产生天翻地覆的影响。

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说实话,拿到这本《半导体工程学》的时候,我带着一种“硬啃”的决心,毕竟这是一门听起来就非常高深莫测的学科。我的背景和它似乎关联不大,但一直以来,我对科技的进步,尤其是那些看不见的微观世界是如何构建出我们如今丰富多彩的数字生活的,充满了探究的欲望。书中的内容,一开始就给我一种“大工程”的感觉,它并非零散的知识点堆砌,而是像一条精心设计的河流,引导着读者从源头(基础理论)一路流向广阔的海洋(复杂工艺和应用)。我尤其被书中关于半导体器件物理的那部分深深吸引。它不仅仅是告诉我们一个晶体管是如何工作的,而是深入到电子、空穴的运动,PN结的形成,以及能量带理论的解释。那些抽象的能带图,一开始看确实头疼,但随着阅读的深入,我逐渐理解了它们是如何决定材料导电性的,以及如何通过不同的掺杂方式来“定制”这些导电特性。书中对于MOSFET的工作原理的讲解,更是细致入微,从阈值电压的形成到栅控效应,再到漏电流的饱和,每一步都抽丝剥茧,非常清晰。虽然我未必能完全掌握每一个推导过程,但整体的物理图像是建立起来了,这让我对那些手机、电脑里核心的计算单元有了更深刻的敬意。

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老实说,我购买《半导体工程学》的初衷,更多的是一种“探秘”的好奇心,想知道那些驱动着我们现代数字生活、却又隐藏在幕后的“芯”是如何被制造出来的。这本书的体量和扉页的专业术语,确实让人望而生畏,但当我沉下心来,开始阅读关于半导体材料和器件物理的部分时,我被深深地吸引了。书中的内容,从最基础的原子结构和晶体学,到复杂的量子力学在半导体领域的应用,层层递进,逻辑清晰。我尤其被书中关于“掺杂”的章节所吸引,作者细致地讲解了为什么要在纯净的硅中引入微量的杂质,以及这些杂质是如何通过改变载流子浓度来“定制”半导体材料的导电性能。那些关于N型半导体和P型半导体的形成过程,以及PN结的形成和特性,对我来说都是全新的知识,但作者通过大量的图示和相对通俗的语言,将这些复杂的物理过程阐释得清晰易懂。虽然我不是专业的,但通过这本书,我终于建立起了一个关于半导体“如何从一块材料变成一个功能单元”的宏观认识,对那些在微小空间里发生的奇妙物理变化有了更深的敬畏。

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从封面上就能看出这是一本相当“硬核”的书籍,我本身并不是半导体专业的学生,只是出于对科技发展的好奇心,想了解一下那些驱动着现代社会运转的“芯片”究竟是什么样的。这本书的知识体系非常庞大,从最基础的半导体材料的晶体结构、原子键合,到复杂的能带理论,再到各种半导体器件的物理机制,内容相当详实。我花了不少时间在理解“能带理论”的部分,那些关于价带、导带和禁带的描述,一开始让我有些困惑,但随着作者逐步深入到不同材料的能带图解,我逐渐明白了它们是如何决定了材料是导体、绝缘体还是半导体,以及为何通过掺杂可以改变半导体的导电性。书中关于PN结的讲解也十分到位,我尤其欣赏它对空穴和电子载流子在PN结附近行为的细致描绘,让我对二极管的单向导电性有了更直观的认识。虽然我无法记住书中的每一个公式,但它为我构建了一个关于半导体物理和器件工作原理的坚实基础,让我对“芯片”这个微观世界的奇迹有了更深的理解。

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这本书给我最大的感受就是“厚重”和“严谨”。我并非半导体工程师,只是一个对现代科技发展充满好奇的普通读者,但当我翻开《半导体工程学》时,我立刻感受到了它扑面而来的专业气息。它的内容不是那种能够快速浏览、一目十行的科普读物,而是一本需要静下心来,逐字逐句去品读的“工具书”。我印象最深刻的是书中关于半导体物理原理的阐述,那些关于费米能级、电子空穴对、以及量子隧穿效应的讨论,虽然抽象,但作者用清晰的逻辑和精炼的语言,将这些深奥的概念一一剖析。我花了很长时间去理解PN结的形成过程,以及二极管和三极管的工作原理,书中的示意图和公式推导,都非常有助我建立起正确的物理模型。即使我不是专业的,也能感受到作者在知识体系构建上的功力,将庞杂的半导体领域,分解成了一系列相对独立但又紧密联系的章节,让读者能够循序渐进地深入。我特别欣赏书中关于不同类型半导体器件的对比分析,比如BJT和MOSFET的优缺点,以及它们在不同应用场景下的选择,这让我对器件的选择有了更深入的理解。

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坦白说,我当初购买《半导体工程学》纯粹是因为我对当下科技浪潮中的“芯”动力感到强烈的好奇。我不是科班出身,甚至可以说我对这个领域知之甚少,但总觉得,在这个微小世界的运转中,蕴藏着无尽的奥秘。这本书的厚度和精美的印刷,一开始就给了我一种“大部头”的压迫感,但当我开始阅读,特别是进入到关于半导体材料和器件物理的章节时,我被深深地吸引了。书中的公式和图表比我想象的要多得多,一开始确实让我有些头疼,尤其是在理解一些量子力学概念时,感觉像是在攀登一座陡峭的山峰。但作者的讲解风格非常系统化,他从最基本的原子结构讲起,逐步深入到能带理论,再到PN结的形成,整个过程环环相扣,逻辑清晰。我特别喜欢书中关于硅的晶体生长和提纯过程的描述,让我明白了为什么一块纯净的硅片如此重要,也理解了掺杂技术是如何“激活”半导体材料的。虽然我无法完全记住所有的参数和公式,但这本书为我建立了一个关于半导体“如何工作”的宏观框架,让我对那些手机、电脑里的“大脑”有了更深的敬畏。

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这本书的封面设计就透露着一股沉甸甸的专业感,哑光的质感,上面印着复杂的电路图纹理,还点缀着一些微缩的晶体管图标,一看就知道不是那种轻松读物。我当初买它,纯粹是出于对这个领域的好奇心,虽然我自己并非半导体行业的从业者,但听过一些关于芯片制造、摩尔定律之类的科普,总觉得这里面藏着许多改变世界的秘密。翻开书页,映入眼帘的是密密麻麻的公式和图表,一开始确实有些望而却步,特别是那些涉及量子力学和固体物理的章节,感觉像是在啃一块硬骨头。我花了大概一个星期的时间,才勉强消化了第一部分的绪论和基础概念,像是重新学习了一遍物理和化学,只不过是用一种更抽象、更微观的视角。书中的语言风格非常严谨,每一个术语的定义都力求精确,很少有可以“意会”的地方,必须逐字逐句地去理解。有时候,我会在一个公式上停留好久,反复推敲它背后的物理意义,试图将书本上的理论与现实世界中那些闪烁着微光的芯片联系起来。即使是初学者,也能感受到作者在梳理知识脉络上的功力,将如此庞杂的体系,分解成一个个相对独立的章节,循序渐进地展开。我特别欣赏其中关于半导体材料的介绍,从硅的晶体结构到各种掺杂技术的原理,讲解得非常透彻,让我对“纯净”这个词有了全新的认识,也明白了为什么一点点杂质都能对最终的性能产生天翻地覆的影响。

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这本书的封面设计就透露着一股沉甸甸的专业感,哑光的质感,上面印着复杂的电路图纹理,还点缀着一些微缩的晶体管图标,一看就知道不是那种轻松读物。我当初买它,纯粹是出于对这个领域的好奇心,虽然我自己并非半导体行业的从业者,但听过一些关于芯片制造、摩尔定律之类的科普,总觉得这里面藏着许多改变世界的秘密。翻开书页,映入眼帘的是密密麻麻的公式和图表,一开始确实有些望而却步,特别是那些涉及量子力学和固体物理的章节,感觉像是在啃一块硬骨头。我花了大概一个星期的时间,才勉强消化了第一部分的绪论和基础概念,像是重新学习了一遍物理和化学,只不过是用一种更抽象、更微观的视角。书中的语言风格非常严谨,每一个术语的定义都力求精确,很少有可以“意会”的地方,必须逐字逐句地去理解。有时候,我会在一个公式上停留好久,反复推敲它背后的物理意义,试图将书本上的理论与现实世界中那些闪烁着微光的芯片联系起来。即使是初学者,也能感受到作者在梳理知识脉络上的功力,将如此庞杂的体系,分解成一个个相对独立的章节,循序渐进地展开。我特别欣赏其中关于半导体材料的介绍,从硅的晶体结构到各种掺杂技术的原理,讲解得非常透彻,让我对“纯净”这个词有了全新的认识,也明白了为什么一点点杂质都能对最终的性能产生天翻地覆的影响。

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我并不是半导体行业的科班出身,当初购买这本书,更多的是一种“拓宽视野”的冲动。我一直对现代科技的基石——那些微小的集成电路——感到好奇,想知道它们是如何被制造出来,又是如何实现如此强大的功能的。这本书确实给了我一个非常全面且深入的视角。《半导体工程学》的内容,涵盖了从材料的微观结构到宏观的器件制造工艺,再到最后的电路设计和系统集成。我最先被吸引的是关于半导体制造工艺的部分,那些涉及光刻、刻蚀、薄膜沉积等步骤的描述,让我想象着一个庞大而精密的工厂,在纳米尺度上进行着令人难以置信的操作。书中对光刻技术,特别是EUV(极紫外光)光刻的讲解,让我对“精度”有了全新的认知,也理解了为什么芯片的制造成本如此之高,技术壁垒如此之深。同时,书中对于材料科学的介绍也十分到位,硅的晶体生长,各种合金的特性,以及它们如何影响器件的性能,都进行了细致的阐述。虽然我无法记住所有的专业术语和公式,但整体上,这本书为我勾勒出了一个清晰的半导体产业的“生产线”图景,让我对这个“看不见的”行业有了更直观的认识。

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这本书的出现,对于我这样一个对电子科技充满好奇,但又缺乏系统性知识的读者来说,无异于打开了一扇通往神秘世界的大门。我一直对我们生活中无处不在的电子产品背后,那些看不见的微观世界感到着迷,而《半导体工程学》则为我提供了一个深入了解的契机。书中的内容,从最基础的原子轨道理论,到复杂的能带结构,再到半导体器件的物理特性,层层递进,逻辑严密。我尤其被书中关于PN结的形成和工作原理的讲解所打动,那些关于载流子扩散、漂移以及势垒形成的描述,让我第一次如此清晰地理解了二极管和三极管是如何工作的,以及它们在电路中扮演的关键角色。书中大量的示意图和数学推导,虽然需要花费一定精力去理解,但它们极大地帮助我构建了对这些物理过程的直观认识。我曾在一个下午,反复琢磨书中关于MOSFET栅控效应的解释,试图理解电场是如何控制导电沟道的。即使我无法完全掌握所有的细节,但整体的物理图像在我脑海中逐渐清晰起来,让我对“半导体”这个词有了更深刻的理解和敬意。

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