Physik der Halbleiterbauelemente

Das meistzitierte und einflussreichste Werk zur Physik der Halbleiterbauelemente - erstmals auf Deutsch! Halbleiterbauelemente sind die Basis integrierter Schaltkreise und damit unentbehrlich für die gesamte Elektronik- und Computerindustrie. Immer höhere Anforderungen an deren Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit erfordern kontinuierliche Forschung und Verbesserung der bestehenden sowie Entwicklung neuer Bauelemente, sowohl von grundlegender als auch von angewandter Seite. Dieses einzigartige Buch, geschrieben von Pionieren auf dem Gebiet, behandelt sämtliche Aspekte der Physik der Halbleiterbauelemente, die zu deren Verständnis, Betrieb, Weiter- und Neuentwicklung notwendig sind. Nach einem Überblick über die festkörperphysikalischen Grundlagen von Halbleitern widmen sich die Autoren den einfachen Bauelementen auf Basis von p-n-Übergängen, Metall-Halbleiter- und Metall-Isolator-Halbleiter-Kontakten. Im folgenden Teil stehen Transistoren in ihren verschiedenen Ausprägungen (bipolar, MOSFET, JFET, MESFET, MODFET) im Mittelpunkt, gefolgt von Bauelementen mit negativem differentiellem Widerstand wie Tunnel- und IMPATT-Dioden sowie Leistungsbauelementen wie Thyristoren. Der letzte Teil befasst sich mit photonischen Bauelementen wie LEDs, Lasern, Photodetektoren und Solarzellen sowie mit halbleiterbasierten Sensoren. Der Goldstandard: der "Sze" ist ein Muss für alle, die sich in Forschung, Entwicklung und Lehre mit Halbleiterbauelementen beschäftigen Unerreichte Detailfülle: enthält ausführliche Informationen zur Physik und zum Betrieb aller praktisch relevanten Halbleiterbauelemente, mit 1000 Literaturangaben, 650 technischen Illustrationen und 25 Tabellen mit Material- und Bauelementparametern * Fördert das nachhaltige Verständnis: enthält zahlreiche Beispiele und Aufgaben, die beim Durchdringen der Physik und der praktischen Auslegung helfen

Autorentext

Simon M. Sze ist Lehrstuhlinhaber an der National Chiao Tung University, Taiwan. Er hat bahnbrechende Beiträge zur Entwicklung von Halbleiterbauelementen geleistet, besonders hervorzuheben ist seine Ko-Erfindung nichtflüchtiger Halbleiterspeicher wie Flash-Speicher und EEPROMs. Sein Buch "Physik der Halbleiterbauelemente" (im Original: "Physics of Semiconductor Devices") ist eines der einflussreichsten und meistzitierten Werke in den Ingenieurwissenschaften.

Yiming Li ist Professor an der National Chiao Tung University, Taiwan. In der Abteilung für Elektro- und Computertechnik forscht er zu computerorientierter Elektronik, Bauteilphysik, Halbleiternanostrukturen sowie der Modellierung und Simulation von Schaltkreisen.

Kwok K. Ng ist Senior Director bei der Semiconductor Research Corporation im Research Triangle Park, North Carolina, USA. Zuvor hat er langjährig in Führungspositionen bei Agere Systems, Lucent Technologies, MVC und den Bell-Laboratorien von AT&T gearbeitet.

Inhalt
TEIL I HALBLEITERPHYSIK 1 PHYSIK UND EIGENSCHAFTEN VON HALBLEITERN - EIN ÜBERBLICK 1.1 Einführung 1.2 Kristallstruktur 1.3 Energiebänder und Energielücke 1.4 Trägerkonzentration im Wärmeausgleich 1.5 Phänomene des Ladungsträgertransports 1.6 Phononische, optische und thermische Eigenschaften 1.7 Heteroübergänge und Nanostrukturen 1.8 Grundgleichungen und Beispiele TEIL II BAUELEMENTE 2 P-N-ÜBERGÄNGE 2.1 Einführung 2.2 Erschöpfungsbereich 2.3 Strom-Spannungs-Kennlinien 2.4 Ausfall der Verbindungsstelle 2.5 Transientes Verhalten und Rauschen 2.6 Klemmenfunktionen 2.7 Heteroübergänge 3 METALL-HALBLEITER-KONTAKTE 3.1 Einführung 3.2 Bildung der Barriere 3.3 Aktuelle Transportprozesse 3.4 Messung der Barrierenhöhe 3.5 Vorrichtungsstrukturen 3.6 Ohmscher Kontakt 4 METALL-ISOLATOR-HALBLEITER-KONDENSATOREN 4.1 Einführung 4.2 Idealer MIS-Kondensator 4.3 Silizium-MOS-Kondensator TEIL III TRANSISTOREN 5 BIPOLARE TRANSISTOREN 5.1 Einführung 5.2 Statische Eigenschaften 5.3 Mikrowellencharakteristik 5.4 Verwandte Vorrichtungsstrukturen 5.5 Heteroübergangs-Bipolartransistor 6 MOSFETs 6.1 Einführung 6.2 Grundlegende Geräteeigenschaften 6.3 Ungleichförmiges Dotierungs- und Buried-Channel-Bauelement 6.4 Geräteskalierung und Kurzkanal-Effekte 6.5 MOSFET-Strukturen 6.6 Schaltungsanwendungen 6.7 Nichtflüchtige Speichergeräte 6.8 Einzelelektronen-Transistor 7 JFETs, MESFETs UND MODFETs 7.1 Einführung 7.2 JFET und MESFET 7.3 MODFET TEIL IV BAUELEMENTE MIT NEGATIVEM DIFFERENTIELLEN WIDERSTAND UND LEISTUNGSBAUELEMENTE 8 TUNNELBAUELEMENTE 8.1 Einführung 8.2 Tunneldiode 8.3 Zugehörige Tunnelbauelemente 8.4 Resonanztunneldiode 9 IMPATT-DIODEN 9.1 Einführung 9.2 Statische Eigenschaften 9.3 Dynamische Eigenschaften 9.4 Leistung und Effizienz 9.5 Rauschverhalten 9.6 Gerätedesign und -leistung 9.7 BARITT-Diode 9.8 TUNNETT-Diode 10 ELEKTRONEN-ÜBERTRAGUNGS - UND DIREKTRAUM-ÜBERTRAGUNGS-BAUELEMENTE 10.1 Einführung 10.2 Elektronen-Übertragung-Bauelemente 10.3 Direktraum-Übertragungs-Bauelemente 11 THYRISTOREN UND LEISTUNGSBAUELEMENTE 11.1 Einführung 11.2 Thyristorkennlinien 11.3 Thyristorvarianten 11.4 Andere Stromversorgungsgeräte TEIL V PHOTONISCHE BAUELEMENTE UND SENSOREN 12 LEDs UND LASER 12.1 Einführung 12.2 Strahlungsübergänge 12.3 Leuchtdiode (LED) 12.4 Laserphysik 12.5 Betriebsmerkmale des Lasers 12.6 Speziallaser 13 PHOTODETEKTOREN UND SOLARZELLEN 13.1 Einführung 13.2 Fotoleiter 13.3 Fotodioden 13.4 Lawinenphotodiode 13.5 Fototransistor 13.6 Ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD) 13.7 Metall-Halbleiter-Metall-Photodetektor 13.8 Quantenwellen-Infrarot-Photodetektor 13.9 Solarzelle 14 SENSOREN 14.1 Einführung 14.2 Thermosensoren 14.3 Mechanische Sensoren 14.4 Magnetische Sensoren 14.5 Chemische Sensoren ANHÄNGE A. Liste der Symbole B. Internationales Einheitensystem C. Einheiten-Präfixe D. Griechisches Alphabet E. Physikalische Konstanten F. Eigenschaften wichtiger Halbleiter G. Eigenschaften von Si und GaAs H. Eigenschaften von SiO und Si3N