Semiconductor Device Physics and Simulation

ظهور فناوری میکروالکترونیک باعث شده است که تعداد دستگاه‌های کوچک روی یک تراشه روز به روز افزایش یابد. ظهور سریع فناوری یکپارچه مقیاس بزرگ (ULSI) بعد دستگاه را به رژیم زیر ربع میکرون منتقل کرده و بیش از 10 میلیون ترانزیستور را روی یک تراشه واحد قرار داده است. در حالی که مدل‌های تحلیلی شکل بسته سنتی، شهود مفیدی را در مورد نحوه رفتار دستگاه‌های نیمه‌رسانا ارائه می‌دهند، آنها دیگر نتایج دقیق ثابتی را برای همه حالت‌های عملکرد این دستگاه‌های بسیار کوچک ارائه نمی‌دهند. دلیل آن این است که در چنین دستگاه‌هایی، مکانیسم‌های فیزیکی مختلف به شکل پیچیده‌ای بر عملکرد دستگاه تأثیر می‌گذارند و مفروضات مرسوم (به عنوان مثال، درمان یک بعدی، تزریق سطح پایین، تقریب شبه استاتیک و غیره) در توسعه استفاده می‌شوند. مدل های تحلیلی مشکوک می شوند. بنابراین، استفاده از شبیه‌سازی دستگاه عددی در مدل‌سازی دستگاه اهمیت پیدا می‌کند. محققان و مهندسان حتی بیشتر بر شبیه سازی دستگاه برای طراحی و تجزیه و تحلیل دستگاه در آینده تکیه خواهند کرد. این کتاب پوشش جامعی از شبیه سازی و تجزیه و تحلیل دستگاه برای دستگاه های نیمه هادی مودم های مختلف ارائه می دهد. این به عنوان مرجعی برای محققان، مهندسان و دانشجویانی است که به اطلاعات عمیق و به‌روز و درک فیزیک و ویژگی‌های دستگاه نیمه‌رسانا نیاز دارند. مواد این کتاب محدود به دستگاه های نیمه هادی معمولی و رایج است. دستگاه‌های فوتونیک مانند ساطع نور و دیودهای لیزر شامل مدل‌سازی دستگاه، ساخت دستگاه و برنامه‌های مدار نمی‌شود.

The advent of the microelectronics technology has made ever-increasing numbers of small devices on a same chip. The rapid emergence of ultra-large-scaled-integrated (ULSI) technology has moved device dimension into the sub-quarter-micron regime and put more than 10 million transistors on a single chip. While traditional closed-form analytical models furnish useful intuition into how semiconductor devices behave, they no longer provide consistently accurate results for all modes of operation of these very small devices. The reason is that, in such devices, various physical mechanisms affect the device performance in a complex manner, and the conventional assumptions (i. e. , one-dimensional treatment, low-level injection, quasi-static approximation, etc. ) em­ ployed in developing analytical models become questionable. Thus, the use of numerical device simulation becomes important in device modeling. Researchers and engineers will rely even more on device simulation for device design and analysis in the future. This book provides comprehensive coverage of device simulation and analysis for various modem semiconductor devices. It will serve as a reference for researchers, engineers, and students who require in-depth, up-to-date information and understanding of semiconductor device physics and characteristics. The materials of the book are limited to conventional and mainstream semiconductor devices; photonic devices such as light­ emitting and laser diodes are not included, nor does the book cover device modeling, device fabrication, and circuit applications.