SEMICONDUCTOR PHYSICS & DEVICES

參考書籍： S.M.Sze ( 施敏 ) ……………… 教科書 SEMICONDUCTOR DEVICES Physics and Technology 2nd Edition Donald A. Neamen SEMICONDUCTOR PHYSICS & DEVICES BASIC PRINC

IPLES 2nd Edition

Hong Xiao Introduction to Semiconductor Manufacturing Technology 莊達人編著 VLSI 製造技術 （五版修訂）

評分標準

期中考，期末考各佔 30%作業： 20 ％報告： 20 ％

課程大綱第一章 簡介第二章 熱平衡時的能帶及載子濃度第三章 載子傳輸現象第四章 正 – 負接面第六章 金氧半場效電晶體及其相關元件第七章 金半場效電晶體及其相關元件第十章 晶體成長及磊晶第十一章 薄膜形成第十二章 微影與蝕刻第十三章 雜質摻雜第十四章 積體元件

Chap1 Introduction

1.1 Semiconductor Devices( 半導體元件）

全球國民生產總值

1998 年GWP的 20%

電子工業的 20%

元件的基礎結構

金屬 -半導體界面 pn接面

異質半導體接面 金屬 - 氧化層 - 半導體結構

金屬半導體界面 - 整流型接觸、歐姆接觸（最早， 1874 年） 應用： MESFET( 金屬半導體電晶體 ) 閘極—整流型接觸 汲極及源極 --- 歐姆接觸

pn 接面 （半導體元件物理的基礎）

兩個 pn接面可形成雙載子電晶體（ BJT ）三個 pn 接面可形成閘流體（ thyristor)（一種切換元件 switching device)

異質半導體界面

可製作高速元件及光電元件例： GaAs 和 AlAs 可形成異質接面

金氧半結構—即金屬氧化層界面 + 氧化層半導體界面

應用：金氧半結構形成閘極兩個 pn接面形成汲極與源極

形成 MOSFET

1.1.2 主要的半導體元件

（發光二極體）

太陽電池

穿隧二極體

轉移電子二極體

雷射

衝渡二極體

主要的半導體元件 ( 續）

非揮發性半導體記憶體

電荷耦合元件共振穿隧二極體

調變摻雜場效電晶體

室溫單電子記憶胞

兩端點元件

第一個電晶體

第一個金氧半場效電晶體

Gate length: 25mGate oxide: 100nm

NVSM （非揮發性半導體記憶體）：電源關掉後，仍保有所儲存的訊息

浮停閘：可半永久貯存電荷

將浮停閘縮至極小，只可貯存一個電子

關鍵半導體技術

第一個積體電路

第一個微處理器

Figure 1.8. Exponential increase of dynamic random access memory density versus year based on the Semiconductor Industry Association (SIA) roadmap.49

Figure 1.9. Exponential increase of microprocessor computational power versus year.

Figure 1.10. Growth curves for different technology drivers.50