本书较全面地介绍常见微电子器件的基本结构、特性、原理、进展和测量方法。为了便于读者自学和参考，首先介绍微电子器件涉及的半导体晶体结构、电子状态、载流子统计分布和运动等基础知识；然后，重点阐述半导体器件中的结与电容等核心单元的特性和机理；之后，详细介绍双极型晶体管、MOS场效应晶体管的基本工作原理、特性和电学参数；在对经典半导体器件基础结构、工作机理和电学特性进行详细阐述后，综述近年来基于硅和新材料的代表性器件；最后，概述半导体器件的表征与测量方法。本书提供配套的电子课件PPT、习题参考答案等。本书可作为电子信息类专业本科生、研究生相关课程的教材，也可供相关行业的工程技术人员学习和参考。

王颖，大连海事大学信息科学技术学院教授、博士生导师。从事先进半导体器件与集成设计、半导体辐射探测器等方向的应用基础研究。中国电源学会元器件专委会委员、大连市半导体行业协会专家委员会委员。发表 SCI 学术论文120余篇（其中IEEE期刊论文60余篇），获发明专利授权50余项，获省部级自然科学二等奖2项、军队科学技术一等奖1项。曾获得“百千万人才工程”国家级人选、国家有突出贡献中青年专家、教育部新世纪优秀人才、国务院政府特殊津贴等荣誉。

第1章 半导体物理基础 1
1.1 半导体晶格 1
1.1.1 半导体材料 1
1.1.2 晶体的晶向与晶面 2
1.1.3 典型半导体的晶体结构 4
1.2 半导体电子模型 5
1.2.1 价键模型 5
1.2.2 能带模型 7
1.2.3 本征半导体的分布函数 11
1.2.4 半导体中的E-k关系和有效质量 14
1.3 载流子的运动与控制 17
1.3.1 半导体的掺杂 17
1.3.2 掺杂半导体的载流子分布 20
1.3.3 掺杂半导体的载流子运动方程 28
1.3.4 载流子的复合理论 39
1.4 思考题和习题1 42
第2章 半导体器件中的结与电容 44
2.1 pn结 44
2.1.1 结构与组成 44
2.1.2 静电特性 46
2.1.3 稳态响应 53
2.1.4 瞬态响应 67
2.2 异质结 71
2.2.1 形成异质结的材料 71
2.2.2 能带图 71
2.2.3 二维电子气 73
2.2.4 静电平衡态 74
2.2.5 电流-电压特性 77
2.3 金属-半导体结 78
2.3.1 肖特基接触 78
2.3.2 欧姆接触 81
2.4 pn结电容 82
2.4.1 pn结电容的来源 82
2.4.2 势垒电容 83
2.4.3 扩散电容 87
2.4.4 pn结电导 88
2.5 MOS电容 93
2.6 思考题和习题2 97
第3章 双极型晶体管 99
3.1 结构与工作原理 99
3.1.1 基本概念 99
3.1.2 静电特性 101
3.1.3 特性参数 102
3.1.4 少子浓度分布与能带图 106
3.2 稳态响应 107
3.2.1 电流响应 107
3.2.2 击穿特性 112
3.3 频率响应 116
3.3.1 基区输运系数与频率的关系 116
3.3.2 高频小信号电流放大系数 124
3.4 开关特性 133
3.4.1 晶体管开关等效电路和工作区域 133
3.4.2 晶体管的开关过程 136
3.5 思考题和习题3 139
第4章 MOS场效应晶体管 141
4.1 结构与工作原理 141
4.1.1 MOSFET的类型 141
4.1.2 MOSFET的输出特性 144
4.2 阈值电压 145
4.2.1 MOS结构阈值电压 145
4.2.2 MOS结构阈值电压VT的影响因素 148
4.3 稳态响应 149
4.3.1 电流-电压关系的概念 149
4.3.2 非饱和区电流响应 152
4.3.3 饱和区电流响应 156
4.3.4 关键参数的热敏响应 159
4.3.5 MOSFET的击穿电压 161
4.3.6 MOSFET的亚阈区导电 163
4.4 频率响应 166
4.4.1 MOSFET的小信号交流参数 166
4.4.2 MOSFET的小信号高频等效电路 169
4.4.3 最高工作频率和最高振荡频率 176
4.5 思考题和习题4 177
第5章 现代半导体器件 179
5.1 Si基场效应晶体管 179
5.1.1 高K栅MOSFET 179
5.1.2 SOI MOSFET 182
5.1.3 FinFET 191
5.1.4 U-MOSFET 201
5.1.5 超结MOSFET 207
5.2 非Si基场效应晶体管 211
5.2.1 SiC MOSFET 216
5.2.2 GaN HEMT 223
5.2.3 Ga2O3器件 229
5.2.4 碳基纳米管器件 231
5.3 思考题和习题5 232
第6章 表征与测量 234
6.1 来料检查 235
6.1.1 表面缺陷检测 235
6.1.2 电阻率 238
6.1.3 几何尺寸 242
6.1.4 其他测试 246
6.2 工艺监控 250
6.2.1 工艺监控基础 250
6.2.2 量测 252
6.2.3 检测 258
6.2.4 复检 260
6.3 晶圆可接受测试 261
6.3.1 可接受测试基础 261
6.3.2 测试参数及方法 263
6.3.3 探针测试 265
6.4 测试 267
6.4.1 测试基础 267
6.4.2 封装工艺的测试 271
6.4.3 测试方法 273
6.4.4 测试参数 277
6.5 可靠性 278
6.5.1 可靠性测试 279
6.5.2 寿命试验 282
6.5.3 环境试验 287
6.5.4 电应力类试验 289
6.6 失效分析 291
6.6.1 失效分析基础 291
6.6.2 非破坏性分析 294
6.6.3 破坏性分析 296
6.7 思考题和习题6 301
参考文献 303