Instabilities in Silicon Devices pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Lightning Source Inc

作者:Barbottin, Gerard (EDT)/ Vapaille, Andre (EDT)

出品人:

页数:964

译者:

出版时间:1999-2

价格:$ 384.20

装帧:HRD

isbn号码:9780444818010

丛书系列:

图书标签:

Silicon devices
Instabilities
Reliability
Failure mechanisms
Semiconductor devices
Hot carrier effects
Bias temperature instability
TDDB
Defect engineering
Device physics

下载链接在页面底部

facebook linkedin mastodon messenger pinterest reddit telegram twitter viber vkontakte whatsapp 复制链接

想要找书就要到小美书屋

book.quotespace.org

立刻按 ctrl+D收藏本页

你会得到大惊喜!!

具体描述

Silicon technology today forms the basis of a world-wide, multi-billion dollar component industry. The reason for this expansion can be found not only in the physical properties of silicon but also in the unique properties of the silicon-silicon dioxide interface. However, silicon devices are still subject to undesired electrical phenomena called "instabilities". These are due mostly to the imperfect nature of the insulators used, to the not-so-perfect silicon-insulator interface and to the generation of defects and ionization phenomena caused by radiation. The problem of instabilities is addressed in this volume, the third of this book series. "Vol.3" updates and supplements the material presented in the previous two volumes, and devotes five chapters to the problems of radiation-matter and radiation-device interactions. The volume will aid circuit manufacturers and circuit users alike to relate unstable electrical parameters and characteristics to the presence of physical defects and impurities or to the radiation environment which caused them.

《硅基器件的量子隧穿与载流子输运机制》图书简介本书系统深入地探讨了现代半导体技术核心——硅基器件中，载流子输运的深层物理机制，特别是关注在微纳尺度下，由量子效应主导的现象及其对器件性能的决定性影响。全书内容聚焦于硅材料本身的电子结构特性，以及在极端物理条件（如高电场、低温或极高集成度）下，载流子行为的复杂性变化。第一部分：硅的电子结构与能带理论基础本书开篇追溯了硅晶体结构的基本概念，从晶格振动到电子的周期性势场，建立了描述电子在晶体中运动的理论框架。详细阐述了硅的直接和间接带隙特性，及其对光电器件设计的重要性。重点剖析了有效质量的概念及其各向异性，这是理解载流子在硅中漂移和扩散行为的关键参数。随后，深入讨论了硅中杂质能级与缺陷态的物理模型。对于P型和N型掺杂的深度分析，不仅限于简单的能级模型，更引入了缺陷辅助的散射机制，如声子散射、缺陷中心俘获截面等，这些直接影响了载流子的平均自由程和迁移率。第二部分：经典载流子输运模型与局限性本部分首先回顾了基于玻尔兹曼输运方程（BTE）的经典模型，包括漂移、扩散电流的推导。详细分析了漂移速度的饱和现象，并结合了热电子效应（Hot-Carrier Effects）的初步讨论，解释了在强电场下，载流子能量分布函数偏离麦克斯韦-玻尔兹曼分布的物理根源。通过大量的实验数据拟合，本书展示了如何使用经典模型来预测宏观器件的I-V特性。然而，随后立即指出了这些模型的局限性，尤其是在器件尺寸进入纳米尺度后，边界条件和表面效应的显著性，经典模型已无法精确描述界面处载流子的真实行为。第三部分：量子力学视角下的载流子输运这是全书的核心部分。本书从量子力学角度，系统性地介绍了在硅基微结构中发生的关键量子现象。 1. 载流子在纳米结构中的量子限制效应：详细分析了在极薄的硅层或硅纳米线中，载流子动能谱的量子化，即“量子阱”、“量子线”和“量子点”中的能级离散化。讨论了如何利用这些量子化能级来调控器件的开关特性和光吸收光谱。 2. 隧道效应的精确描述：虽然量子隧穿是影响器件可靠性和性能的关键因素，本书对此进行了深入的、基于第一性原理的探讨。分析了费米-狄拉克统计下，电场对势垒形状的畸变效应，并推导了WKB近似在不平坦势垒下的修正模型。重点探讨了 Fowler-Nordheim 隧穿、直接隧穿（Direct Tunneling）在极薄栅氧化层（如 $ ext{SiO}_2$ 或高-k 介质）中的发生机制与概率计算。 3. 弹道输运与非局部效应：随着器件尺度的进一步缩小，载流子在晶格中碰撞的频率降低，弹道输运成为可能。本书引入了基于非平衡格林函数（NEGF）的理论框架，用于描述载流子在源/漏区域与有源区之间的界面态散射对输运的影响。阐述了电荷注入和提取过程中的势垒控制，以及如何通过优化界面质量来增强弹道输运的比例。第四部分：界面与表面物理对输运的影响硅基器件的性能往往受制于其表面和界面，特别是 $ ext{Si}/ ext{SiO}_2$ 界面。本书专门辟出章节探讨了界面陷阱态（Interface Trap States）的能级分布和俘获/去俘获动力学。分析了界面态如何通过“能级钉扎”效应（Band Edge Pinning）影响器件的阈值电压和亚阈值摆幅（Subthreshold Swing）。此外，对氧化层缺陷（Oxide Traps）的空间分布和动态行为进行了建模，这些缺陷是导致器件长期可靠性问题，如电荷陷阱和阈值电压漂移的直接原因。第五部分：先进硅基器件中的载流子调控策略基于对基础物理机制的深刻理解，本书最后讨论了现代器件设计如何利用这些物理规律来优化性能。 1. 应变硅（Strained Silicon）中的载流子迁移率工程：详细解释了双轴应变如何通过改变晶格常数和周期性势场，有效拉伸或压缩能带结构，从而降低有效质量，显著提高载流子迁移率。 2. 载流子注入与提取机制的优化：讨论了如何通过设计具有不同功函数的金属栅极，来精确调控源/漏与硅沟道之间的势垒高度，以实现高效的载流子注入。 3. 界面钝化技术的回顾与展望：总结了目前工业界和学术界用于减少界面缺陷的钝化技术，如氢钝化、氮化处理等，并评估了这些技术对降低界面散射和提高器件寿命的实际效果。本书旨在为半导体物理研究人员、器件工程师和高级本科生及研究生，提供一个全面、深入且侧重于基础物理机制的参考指南，以应对未来硅基技术在更小、更快、更可靠方向上面临的挑战。全书结构严谨，逻辑清晰，理论分析与实际工程应用紧密结合。