АЛФАВИТНО-Предметный указатель
А
Ааронова-Бома закон 248
Адсорбция 191
Акустоэлектроника 239
Атом водородоподобный 47-49
Атомы многоэлектронные 65, 69
Б
Базисный вектор 16-18
Бозоны 57, 64
В
Ван-дер-Ваальса силы 48, 191
Взаимодействие обменное 109
Волна де Бройля 36, 37, 38, 39
– монохроматическая 41
Время восстановления обратного сопротивления 160
– жизни неравновесных носителей 122, 124
– релаксации 89, 90, 139
Вырождение 56, 57
Вырожденный газ 90
– коллектив 57, 58
– полупроводник 90, 91, 102
Вырождения критерий 57, 90, 91
Г
Газ идеальный 57, 58
Генерация носителей заряда 79, 80, 83, 122, 124
Гетеропереход 165-168
Д
Дефекты по Френкелю 24, 25
Динамические неоднородности 237
Диод диэлектрический 227
– резонансный 126
Дисперсии закон 96
Дисперсионная кривая 21, 22, 132
– формула 41
Диффузионная длина носителей заряда 160
Длина поглощения 225
Е
Емкость барьерная 156, 157, 164
– диффузионная 158, 160, 164
З
Зона валентная 71, 72, 74
– запрещенная 71, 80
– поверхностная 196
– примесная 85
– проводимости 72, 74, 80
Закон Больцмана 24, 60
– действующих масс 98
– термодинамики 53, 54
– Френкеля 136, 137
И
Излучение индуцированное 184
– спонтанное 185
Индексы Миллера 19
– направления 19
– плоскости 19
– узла 19
Инжекция неосновных носителей 146, 159, 167
Интерферометр Ааронова-Бома 249
Интерферометр сверхпроводниковый 116, 117
Ионизация термоэлектронная 136, 137
– ударная 137, 138
– электростатическая 138
К
Квантовое число 42, 47
– – главное 48, 49
– – магнитное 50, 51
– – орбитальное 48
– – спиновое 49
Квантовые точки 242, 252, 254
Квантовые ямы 242, 247, 251
Квантовый выход 133
– генератор 183-186
Контакт двух металлов 147, 148
– нелинейный 145
– омический 145
– полупроводника и металла 148-153
Контактная разность потенциалов 148, 152, 156
Коэффициент диффузии 127, 128
Критерий невырожденности идеального газа 57, 65
Л
Лазеры 183-185
Лазерные гетеропереходы 85, 86
М
Магнетоэлектроника 240, 241
Масса эффективная 75, 76
Методы вытягивания 154
– диффузионный получения p-n перехода 154
– сплавления 154
Модель Кронига-Пенни 70, 71
Н
Нанотехнологии 244, 242
Наноэлектроника 241-246
Носители заряда избыточные 122, 123
– – основные 97, 100
– – неосновные 97, 100
Напряжение пробоя 163, 164
Невырожденный газ 90
– коллектив 57
– полупроводник 71, 91, 92
О
Область инверсии 194
– обеднения 195
– обогащения 196
Ограничения микроэлектроники технологические 233, 234
– – физические 235, 236
Оптоэлектроника 178, 181, 183, 238
Осциллятор линейный гармонический 46
– нормальный 21, 22
П
Переход p-n 154-157
– n+-n 203
– p+-p 203
Переходы прямые 130
Плотность числа состояний 96
Поверхностный потенциал 195
Подвижность носителей 87-89, 91
Полупроводник дырочный 83
– компенсированный 84
– собственный 80
– электронный 82
Потенциальная яма 42-44, 247
Потенциальный барьер 44-45, 215
Приближение адиабатическое 70
– гармоническое 20
– одноэлектронное 70
– свободных электронов 71
– сильно-связанных электронов 71
– слабо-связанных электронов 72
Примеси акцепторные 83
– донорные 82
Принцип Паули 50
Пробой лавинный 163
– поверхностный 205
– полупроводника 140
– тепловой 163
– туннельный 162
Проводимость дырочная 102
– темновая 133, 134, 177
– электронная 102
Р
Работа выхода 146, 148, 151
Раствор внедрения 24, 25
– замещения 25
Рекомбинации коэффициент 123
– поверхностной скорость 193
– скорость 124, 125
– ток 127, 197
Рекомбинация избыточных носителей 127, 129, 181
– поверхностная 126-128
Релаксация 88, 90
Решетка кристаллическая 16
– – Бравэ 16, 17, 18
– – с базисом 18
С
Светодиод 182, 183
Скорость групповая 40, 41
– фазовая 40
Слой антизапорный 150, 151
– запорный 148-150
Спин электрона 49
Спиновое квантовое состояние 49
Среды двумерные 242, 246, 247, 251
– континуальные 237
– нульмерные 242, 254
– одномерные 242
Стабилитроны 161
Статистика Бозе-Эйнштейна 64-66
– бозонов 57
– квантовая 57
– классическая 56
– Максвелла-Больцмана 59, 60
– фермионов 57
– Ферми-Дирака 60-64
Т
Ток диффузионный 127, 128
– насыщения 160
– омический 128, 129
– проводимости 159
– утечки 122
Температура Дебая характеристическая 22
Термодинамическая вероятность 54
Термисторы 102
Термосопротивления 103
Транзистор диффузионный 177
– дрейфовый 17
– канальный 204
– на горячих электронах 228
– полевой 202-204
– p-n-i-p 203
Триод тонкопленочный 228
Туннельный диод 116, 210
– эффект 45, 46, 115
У
Уравнение волновое Шредингера 39, 40, 42, 44, 47, 71
– непрерывности 127-129
– Пуассона 150, 156
– Эрмита 47
Уровни акцепторные 83
– донорные 82
– поверхностные 191-192
– прилипания 84
– примесные глубокие 84
– Тамма 190
– Ферми 62, 79, 94-101
Ф
Ферми температура 64
– уровень 62, 79, 94-101
– энергия 60, 61, 64
Фононы 21
Формула Холла-Шокли-Рида 125
– Шоттки 219
Фотодиод 176-178
Фотопроводимость 132-134
Фототранзистор 179
Фотоэлемент 176
Фотоэффект внутренний 174
Функциональная электроника 236-241
Функция Блоха 72
– Бозе-Эйнштейна 64, 65
– волновая 39, 40
– – нормированная 39
– – собственная
Х
Химический потенциал 54, 59-60
Ц
Центры прилипания 84
– рекомбинации 125
Э
Экситон 131
Экстракция неосновных носителей 159, 166
Электроны горячие 121, 122
Элемент активный пленочный 225
Эмиссия термоэлектронная 147, 218
Энергия нулевая 47
– осциллятора средняя 47
– термодинамическая 53
– Ферми 62, 79, 94-101
Энтропия 53, 54
Эффект Ааронова-Бома
– Ганна 141-143
– Зинера 136
– сильного поля 134-136
Я
Ячейка кристаллическая базоцентрированная 18
– – гранецентрированная 18
– – объемноцентрированная 18
Ячейки элементарной параметры 17
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ....................................................................................................... 3
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ............................................................................. 5
Список сокращений.. 7
Введение. 9
Контрольные вопросы и задания. 12
Глава 1.СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ ТЕЛ.. 13
1.1. Равновесное расположение частиц в кристалле. 14
1.2. Идеальные кристаллы. Решетки Бравэ. 16
1.3. Нормальные колебания решетки. Фононы.. 20
1.4. Структура реальных кристаллов. 23
1.5. Структурозависимые свойства. 27
1.6. Жидкие кристаллы.. 29
1.7. Аморфное состояние. 31
Контрольные вопросы и задания. 34
Глава 2. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ.. 36
2.1. Волновые свойства микрочастиц. 36
2.2. Уравнение Шредингера. Волновая функция. 38
2.3. Свободный электрон. Фазовая и групповая скорости. 40
2.4. Электрон в потенциальной яме. 42
2.5. Туннелирование микрочастиц сквозь потенциальный барьер. 44
2.6. Квантовый гармонический осциллятор. 46
2.7. Водородоподобный атом. Постулат Паули. 47
Контрольные вопросы и задания. 50
ГЛАВА 3. ЭЛЕМЕНТЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ.. 52
3.1. Термодинамическое и статистическое описание коллектива. Функция распределения 52
3.2. Фермионы и бозоны. Вырожденные и невырожденные коллективы.. 56
3.3. Функция распределения Максвелла-Больцмана. Химический потенциал 59
3.4. Функция распределения Ферми-Дирака. Энергия Ферми. 60
3.5. Функция распределения Бозе-Эйнштейна. 64
Контрольные вопросы и задания. 66
ГЛАВА 4. ЭЛЕМЕНТЫ ЗОННОЙ ТЕОРИИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ.. 68
4.1. Обобществление электронов в кристалле. 68
4.2. Модель Кронига-Пенни. 70
4.3. Зоны Бриллюэна. 73
4.4. Эффективная масса электрона. 75
4.5. Зонная структура изоляторов, полупроводников и проводников. Дырки 78
4.6. Примесные уровни. 81
Контрольные вопросы и задания. 85
Глава 5. ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ТВЕРДЫХ ТЕЛ.. 87
5.1. Проводимость и подвижность носителей. 87
5.2. Механизмы рассеяния и подвижность носителей. 91
5.3. Концентрация носителей и уровень Ферми в полупроводниках 94
5.4. Электропроводность полупроводников. 101
5.5. Электропроводность металлов и сплавов..................................... 103
5.6. Сверхпроводимость. 104
5.7. Основы теории Бардина – Купера – Шриффера. 108
5.8. Эффекты Джозефсона. 112
Контрольные вопросы и задания. 118
Глава 6. РАВНОВЕСНЫЕ И НЕРАВНОВЕСНЫЕ НОСИТЕЛИ ЗАРЯДА 121
6.1. Генерация и рекомбинация неравновесных носителей. Время жизни 121
6.2. Уравнения непрерывности. 127
6.3. Фотоэлектрические явления в полупроводниках. 128
6.4. Полупроводники в сильном электрическом поле. 134
6.5. Токовые неустойчивости в сильных электрических полях. 138
6.6. Эффект Ганна. 141
Контрольные вопросы и задания. 143
Глава 7. Контактные явления.. 145
7.1. Работа выхода электрона. Контакт металл – металл. 146
7.2. Контакт металл – полупроводник. 148
7.3. Электронно-дырочный переход. 154
7.4. Выпрямляющее действие p-n-перехода. Пробой. 157
7.5. Гетеропереходы.. 165
7.6. Эффект Зеебека. 168
7.7. Эффект Пельтье. 173
7.8. Фотоэффект в p-n переходе. Фотодиоды.. 175
7.9. Излучательные процессы в p-n-переходе. Светодиоды.. 180
7.10. Инжекционные полупроводниковые лазеры.. 183
Контрольные вопросы и задания. 187
Глава 8. ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ 190
8.1. Поверхностные энергетические состояния. 190
8.2. Зонная диаграмма и заряд в приповерхностном слое. 192
8.3. Поверхностная проводимость. 196
8.4. Эффект поля. Полевые транзисторы.. 198
8.5. Влияние состояния поверхности на работу полупроводниковых приборов 204
Контрольные вопросы и задания. 206
Глава 9. Электронные процессы в тонких пленках и тонкопленочных структурах 208
9.1. Структура и свойства тонких пленок. 208
9.2. Контакт металл-диэлектрик. M-Д-M – структура. 210
9.3. Туннелирование сквозь тонкую диэлектрическую пленку. 215
9.4. Токи надбарьерной инжекции электронов. 217
9.5. Токи, ограниченные пространственным зарядом.. 220
9.6. Прохождение горячих электронов сквозь тонкие металлические пленки 224
9.7. Активные устройства на основе тонкопленочных структур. 226
Контрольные вопросы и задания. 229
Глава 10. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ.. 232
10.1. Ограничения интегральной электроники. 233
10.2. Функциональная электроника. 236
10.3. Системы пониженной размерности. Наноэлектроника. 241
10.4. Квантовые одно- и двумерные структуры.. 246
10.5. Квантовые точки. Одноэлектроника. 252
Контрольные вопросы и задания. 256
Заключение.. 258
Приложения.. 259
П.1. Фундаментальные физические постоянные. 259
П.2. Свойства полупроводников. 260
П.3. Некоторые единицы системы СИ.. 261
П.4. Внесистемные единицы, допускаемые к применению.. 262
П.5. Плотность некоторых твердых тел.............................................. 262
Библиографический список.. 263
Алфавитно-Предметный указатель.. 265
Учебное издание
ИГУМНОВ Владимир Николаевич
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ
Учебное пособие
Редактор Л. С. Емельянова
Компьютерная верстка
В. Н. Игумнов, А. П. Большаков, С. Н. Эштыкова
Дизайн обложки
С. Н. Эштыкова
Подписано в печать . . . Формат 60×84 1/16.
Бумага офсетная. Печать офсетная.
Усл. п. л. 11,9. Уч.-изд. л. 9,3.
Тираж экз. Заказ № . С – 41.
Марийский государственный технический университет
424000 Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3
Редакционно-издательский центр
Марийского государственного технического университета
424006 Йошкар-Ола, ул. Панфилова, 17
 | |||
 |