Physics of Semiconductor Devices

این کتاب فیزیک پایه نیمه هادی ها، از جمله سلسله مراتب مدل های حمل و نقل را توصیف می کند و این نظریه را با عملکرد دستگاه های نیمه هادی واقعی مرتبط می کند. جزئیات با دقت کار شده و از فیزیک پایه استخراج می شوند، در حالی که انسجام درونی مفاهیم را حفظ می کنند و سطوح مختلف تقریب را توضیح می دهند. نمونه ها به دلیل اهمیت صنعتی آن بر اساس سیلیکون هستند. چندین فصل گنجانده شده است که مفاهیم مکانیکی کوانتومی لازم برای درک خواص انتقال کریستال ها را در اختیار خواننده قرار می دهد. رفتار کریستال‌هایی که دارای توزیع ناخالصی وابسته به موقعیت هستند، توضیح داده می‌شود و مدل‌های مختلف انتقال سلسله مراتبی برای دستگاه‌های نیمه‌رسانا مشتق شده‌اند (از معادله انتقال بولتزمن تا مدل‌های هیدرودینامیکی و رانش- انتشار). سپس مدل‌های حمل‌ونقل برای شرح مفصلی از معماری‌های نیمه‌رسانا-دستگاه اصلی (دو قطبی، MOS) اعمال می‌شوند. فصل های پایانی به شرح برخی از مراحل ساخت اولیه و روش های اندازه گیری پارامترهای نیمه هادی-دستگاه اختصاص داده شده است.

This book describes the basic physics of semiconductors, including the hierarchy of transport models, and connects the theory with the functioning of actual semiconductor devices. Details are worked out carefully and derived from the basic physics, while keeping the internal coherence of the concepts and explaining various levels of approximation. Examples are based on silicon due to its industrial importance. Several chapters are included that provide the reader with the quantum-mechanical concepts necessary for understanding the transport properties of crystals. The behavior of crystals incorporating a position-dependent impurity distribution is described, and the different hierarchical transport models for semiconductor devices are derived (from the Boltzmann transport equation to the hydrodynamic and drift-diffusion models). The transport models are then applied to a detailed description of the main semiconductor-device architectures (bipolar, MOS). The final chapters are devoted to the description of some basic fabrication steps, and to measuring methods for the semiconductor-device parameters.