Semiconductor Material And Device Characterization

出版者:Wiley-IEEE Press

作者:Schroder, Dieter K.

页数:779

出版时间:2006-1

价格:160$

装帧:Hardcover

isbn号码:9780471739067

具体描述

This Third Edition updates a landmark text with the latest findings The Third Edition of the internationally lauded Semiconductor Material and Device Characterization brings the text fully up-to-date with the latest developments in the field and includes new pedagogical tools to assist readers. Not only does the Third Edition set forth all the latest measurement techniques, but it also examines new interpretations and new applications of existing techniques. Semiconductor Material and Device Characterization remains the sole text dedicated to characterization techniques for measuring semiconductor materials and devices. Coverage includes the full range of electrical and optical characterization methods, including the more specialized chemical and physical techniques. Readers familiar with the previous two editions will discover a thoroughly revised and updated Third Edition , including: Updated and revised figures and examples reflecting the most current data and information 260 new references offering access to the latest research and discussions in specialized topics New problems and review questions at the end of each chapter to test readers' understanding of the material In addition, readers will find fully updated and revised sections in each chapter. Plus, two new chapters have been added: Charge-Based and Probe Characterization introduces charge-based measurement and Kelvin probes. This chapter also examines probe-based measurements, including scanning capacitance, scanning Kelvin force, scanning spreading resistance, and ballistic electron emission microscopy. Reliability and Failure Analysis examines failure times and distribution functions, and discusses electromigration, hot carriers, gate oxide integrity, negative bias temperature instability, stress-induced leakage current, and electrostatic discharge. Written by an internationally recognized authority in the field, Semiconductor Material and Device Characterization remains essential reading for graduate students as well as for professionals working in the field of semiconductor devices and materials. An Instructor's Manual presenting detailed solutions to all the problems in the book is available from the Wiley editorial department.

用户评价

《半导体材料与器件表征》这本书为我提供了一个非常系统和全面的视角来理解半导体世界。作者在介绍半导体材料的掺杂和缺陷时，详细阐述了不同掺杂剂的电离能、扩散机制以及它们如何影响材料的导电类型和载流子浓度。我被书中关于MOS器件的详细分析所吸引，它不仅解释了阈值电压的形成，还深入讨论了栅介质的击穿机制、表面态的产生以及它们如何影响器件的性能。作者还对光电器件的性能表征进行了深入的探讨，例如，如何通过光电导谱来分析材料的吸收和发射特性，以及如何通过量子效率谱来评估器件的光电转换效率。书中对这些技术的原理、操作步骤以及数据分析方法都做了详细的说明，使得读者能够清晰地了解如何将其应用于实际的研究中。此外，书中还穿插了一些关于半导体器件的制造工艺的介绍，比如光刻、刻蚀和薄膜沉积等，这让我对半导体制造过程有了更全面的认识。

这本《半导体材料与器件表征》简直是一场对半导体世界的深度探险，我读完之后，感觉自己仿佛从一个对微观世界一无所知的新手，蜕变成了一个对半导体材料的精细结构、电学特性以及各种复杂器件的行为模式都有了初步理解的观察者。书中不仅仅是枯燥的数据和公式堆砌，更像是一位经验丰富的向导，耐心地为我揭示了那些隐藏在硅片深处的奥秘。从晶体生长过程中的缺陷控制，到不同掺杂浓度如何影响载流子迁移率，再到各种表征技术，比如X射线衍射（XRD）如何揭示晶格结构，扫描电子显微镜（SEM）如何展现表面形貌，到更深入的瞬态光电流（TPC）和电容-电压（C-V）测量如何剖析结特性，这本书都做了细致入微的讲解。我尤其被书中关于PN结和MOSFET器件的分析所吸引，作者通过大量的实例和图表，生动地解释了这些核心器件的工作原理，以及在实际应用中可能遇到的各种挑战和优化手段。它让我明白了，一个微小的半导体器件背后，是多么精密的科学计算和工艺控制。这本书的逻辑非常清晰，从基础的材料科学出发，逐步深入到器件的物理机制，再到表征技术的应用，层层递进，使得我对整个半导体产业链的构成有了更全面的认识。读这本书的过程中，我经常会停下来，对照着图表，反复思考作者提出的观点，试图在脑海中构建一个立体的模型。它不仅仅是一本技术手册，更是一本激发我探索欲望的启蒙之作。

《半导体材料与器件表征》这本书的内容，给我最深的感受是其严谨性和实用性的完美结合。作者在介绍半导体材料的电学性质时，不仅仅是停留在载流子浓度和迁移率这些基本概念上，更是深入探讨了如何通过表面处理、界面工程等手段来优化这些参数，从而提升器件的性能。我被书中关于MOS（金属-氧化物-半导体）器件的分析所吸引，它详细阐述了栅介质的质量、表面态密度以及沟道掺杂对器件阈值电压、跨导和亚阈值斜率的影响，这些都是理解MOSFET器件性能的关键因素。作者还详细介绍了如何利用瞬态光电流（TPC）和瞬态光电压（TPV）来研究半导体材料的复合机制和陷阱态特性，这对于评估材料的性能和优化器件的可靠性至关重要。书中对这些技术的操作步骤、数据采集和结果分析都做了详细的说明，使得读者能够清晰地了解如何将其应用于实际的研究中。此外，书中还穿插了一些关于半导体器件可靠性评估的讨论，比如如何通过高加速寿命测试（HALT）和高加速应力测试（HAST）来预测器件的长期性能，这些内容对我来说非常有启发。

我对《半导体材料与器件表征》这本书的阅读体验，可以称得上是一次循序渐进的学习过程，作者以一种非常系统的方式，将半导体材料和器件的表征技术娓娓道来。从对材料结晶度的描述，到如何利用X射线衍射（XRD）分析其晶格参数和晶体取向，再到通过原子力显微镜（AFM）来观察其表面形貌和粗糙度，这些基础的表征方法都被解释得非常透彻。我特别喜欢作者在讲解载流子迁移率测量时，详细对比了德拜长度效应（Debye Length Effect）在不同尺寸器件中的影响，以及如何通过电场效应测量（Field-Effect Measurement）来优化载流子传输。书中对PN结的详细分析，包括其构建原理、击穿机制以及各种偏压下的电荷分布，都让我对半导体器件的工作原理有了更深刻的理解。作者还对各种表征技术的互补性进行了阐述，例如，SEM提供表面形貌信息，而TEM则能深入到原子尺度，这让我明白，要全面了解一个器件，往往需要结合多种表征手段。此外，书中还涉及了一些关于光电器件的表征，比如如何通过光电流谱分析来确定材料的吸收边界，以及如何通过瞬态光电流（TPC）来评估载流子复合动力学，这些都让我看到了这些技术在实际应用中的价值。

我对《半导体材料与器件表征》这本书的总体感觉是，它为我打开了一扇通往精密工程和材料科学交叉领域的大门，让我得以窥见那些塑造我们现代科技基石的微观世界。作者在讲解各种表征技术时，非常注重理论与实践的结合，例如，在讨论透射电子显微镜（TEM）时，他不仅解释了其成像原理以及如何观察原子尺度的晶格缺陷，还详细阐述了如何通过能量色散X射线光谱（EDX）分析来确定材料的化学成分，这对于理解异质结器件的界面化学性质至关重要。书中对不同表征技术的适用范围和优劣势也进行了深入的比较分析，这对于一个初学者来说，非常有指导意义，能够帮助我们根据研究对象和目的，选择最合适的表征手段。我特别喜欢作者在讲解拉曼光谱（Raman Spectroscopy）时，提到它如何用于检测材料的应力、掺杂情况以及晶格振动模式，这让我意识到，即使是同一材料，在不同的工艺条件下，其内在的物理性质也会发生显著变化。此外，书中还穿插了一些关于表面科学的讨论，例如，如何通过紫外光电子能谱（UPS）和X射线光电子能谱（XPS）来研究材料的表面功函数和化学态，这对于理解肖特基势垒和界面的电子结构非常有帮助。总而言之，这本书提供了一个非常系统和全面的框架，让我能够理解如何从不同的维度去“审视”和“理解”半导体材料和器件的本质。

在阅读《半导体材料与器件表征》这本书的过程中，我逐渐认识到，表征技术不仅仅是为了“看”和“测量”，更是为了“理解”和“控制”。作者在讲解半导体晶体生长中的缺陷时，详细阐述了位错、空位、间隙原子等缺陷对材料电学和光学性质的影响，以及如何通过改变生长条件来抑制这些缺陷的产生。我被书中关于PN结中势垒高度和肖特基接触中功函数测量的分析所深深吸引，它通过引入如库仑计数（Coulomb Counting）和电子能量损失谱（EELS）等更高级的技术，来揭示这些界面的精细结构和电子特性。作者还对各种表征技术的选择原则进行了深入的讨论，例如，在研究表面敏感性时，UPS和XPS是首选，而在需要了解体材料的结构时，XRD和TEM则更为合适。书中对这些技术的局限性和适用范围也做了详细的说明，这让我能够更准确地理解每种表征技术的价值。此外，书中还涉及了一些关于半导体器件的失效分析，比如如何通过SEM和EDX来分析器件的断裂机制和材料的化学成分，这些都进一步加深了我对半导体器件可靠性研究的认识。

《半导体材料与器件表征》这本书为我提供了一个非常系统和全面的知识体系。作者在介绍半导体材料的电学特性时，详细阐述了如何通过霍尔效应测量来确定载流子浓度、迁移率和导电类型，以及这些参数如何受到温度、掺杂和缺陷的影响。我被书中关于MOS器件的详细分析所吸引，它不仅解释了阈值电压的形成，还深入讨论了栅介质的漏电机制、击穿特性以及它们如何影响器件的长期可靠性。作者还对光电器件的性能表征进行了深入的探讨，例如，如何通过瞬态光电流（TPC）来评估载流子寿命和复合速率，以及如何通过电致发光（EL）来研究材料的禁带宽度和缺陷态。书中对这些技术的原理、操作步骤以及数据分析方法都做了详细的说明，使得读者能够清晰地了解如何将其应用于实际的研究中。此外，书中还穿插了一些关于半导体器件的可靠性评估的讨论，比如如何通过热退火（Thermal Annealing）和高场应力（High-Field Stress）来加速器件的老化过程，这些内容对我来说非常有启发。

《半导体材料与器件表征》这本书的内容对我来说，是一次非常扎实的学习经历，它不仅仅是知识的灌输，更重要的是培养了我对半导体领域研究方法论的理解。作者在介绍霍尔效应测量时，不仅详细说明了如何通过测量样品的电导率和载流子浓度来确定其导电类型和掺杂密度，还深入探讨了如何通过温度依赖性霍尔效应测量来研究材料的激活能和杂质能级，这对于理解不同掺杂剂在半导体中的行为至关重要。书中关于瞬态光电导（TPC）和光致发光（PL）的章节也给我留下了深刻的印象，特别是TPC如何用于评估材料的载流子寿命和复合速率，以及PL如何揭示材料的禁带宽度和缺陷态，这些技术对于评估半导体材料的性能和发现潜在问题提供了强有力的工具。我特别欣赏作者在讲解这些技术时，能够将复杂的物理概念转化为清晰易懂的语言，并配以大量的实验数据和分析示例，这极大地降低了我的学习难度。此外，书中还涉及了诸如四点探针法测量电阻率、库仑阶梯谱（Coulomb Staircase Spectroscopy）等其他一些表征技术，这些技术虽然不如前几种普遍，但在特定研究领域中却能提供独特的洞察。总的来说，这本书为我提供了一个非常全面的工具箱，让我能够自信地去面对和分析各种半导体材料和器件的性能。

这本书《半导体材料与器件表征》给我的感觉是，它不仅仅是一本技术指南，更像是一本关于“如何提问”和“如何寻找答案”的指南。作者在描述电流-电压（I-V）特性测量时，不仅仅是讲解如何绘制曲线，更是深入分析了曲线的斜率、截距以及在不同电压范围内的行为所蕴含的物理意义，例如，如何从正向偏压下的饱和电流推断二极管的饱和电流密度，或者从反向漏电流了解器件的漏电机制。我也被书中关于电容-电压（C-V）特性的讲解所吸引，它详细阐述了如何通过测量不同频率下的电容变化来分析耗尽层宽度、掺杂浓度和陷阱态密度，这对于理解PN结和MOS器件的电学行为至关重要。作者还对各种表征技术的局限性进行了坦诚的讨论，例如，某些技术可能只对表面敏感，而另一些技术则能提供体材料的信息，这种严谨的态度让我对信息的解读更加审慎。书中还涉及了一些更专业的表征技术，比如电子束诱导电流（EBIC）如何用于检测器件中的电活性缺陷，以及声学显微镜（SAM）如何用于评估器件的内部结构和缺陷，这些都进一步拓宽了我的视野。总的来说，这本书不仅教授了我技术，更重要的是教会了我如何批判性地思考和分析实验数据，从而更深入地理解半导体材料和器件。

这本书《半导体材料与器件表征》给我带来的最深刻的感受是，它不仅仅是一本技术书籍，更是一本关于“如何深入挖掘”的指南。作者在介绍载流子输运时，不仅仅是停留在欧姆定律等基本概念上，更是深入探讨了例如俄歇复合（Auger Recombination）、陷阱捕获（Trap Capture）等复杂的输运机制，以及它们如何影响器件的性能。我被书中关于PN结的电容-电压（C-V）特性的详细分析所吸引，它不仅解释了耗尽层宽度的变化，还深入讨论了掺杂不均匀性和表面陷阱对C-V曲线的影响。作者还对多种表征技术进行了系统的比较和分析，例如，讨论了SEM和TEM在分辨率、穿透深度以及样品制备要求上的差异，以及它们在分析不同尺寸结构时的优势。书中对这些技术的优缺点和适用范围也做了详细的说明，这让我能够更准确地理解每种表征技术的价值。此外，书中还涉及了一些关于半导体材料的力学性能表征，比如如何通过纳米压痕（Nanoindentation）来测量材料的硬度和弹性模量，这些都进一步拓宽了我对半导体材料研究的理解。

可作为Brandon那本《Microstructural Characterization of Materials》的一个补充来看。

可作为Brandon那本《Microstructural Characterization of Materials》的一个补充来看。

可作为Brandon那本《Microstructural Characterization of Materials》的一个补充来看。

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