薄膜晶体管物理、工艺与SPICE建模 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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雷东著 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121293948

商品编码：10580751244

出版时间：2016-08-01

作  者:雷东 著 定  价:39 出 版 社:电子工业出版社 出版日期:2016年08月01日 页  数:154 装  帧:平装 ISBN:9787121293948 ●第1章薄膜晶体管（TFT）用于平板显示
●1.1TFT用于液晶平板显示
●1.1.1LCD显示技术原理
●1.1.2矩阵显示
●1.1.3AMLCD显示技术对TFT特性的要求
●1.2TFT用于OLED平板显示
●1.2.1有机发光二极管（OLED）
●1.2.2OLED显示
●1.2.3AMOLED显示对TFT特性的要求
●1.3TFT的SPICE建模与仿真
●1.3.1SPICE仿真与建模
●1.3.2TFT的SPICE建模
●1.3.3模型的质量验证
●参考文献
●第2章a-Si:H TFT的结构、工艺与器件物理
●2.1平板显示用a-Si:H TFT的结构与工艺
●2.1.1平板显示用a-Si TFT的常见结构
●2.1.2栅极（Gate）金属
●2.1.3a-SiNx:H薄膜
●2.1.4a-Si:H薄膜
●部分目录

内容简介

本书以显示面板设计和制造过程中的经验为依据，详细分析并阐述了TFT的器件物理、制造工艺以及SPICE建模的相关内容。全书分为6章。靠前章阐述了TFT用于平板显示的技术原理，以及针对TFT进行SPICE建模前所需要掌握的基础知识。第2章、第3章内容主要是针对a-Si TFT进行的分析和阐述。其中，第2章分析了目前产业界常用的a-Si TFT的结构、相关的工艺过程、材料以及器件的物理性质。第3章则详细分析了a-Si TFT的SPICE模型，并对每个模型参数的物理意义及其在TFT特性曲线上的作用进行了分析。第4章、第5章分析了LTPS TFT的器件物理、工艺及SPICE模型。第6章针对目前新型的IGZO工艺进行了阐述，主要介绍了IGZO材料及器件的物理性质，以及业界广泛采用的IGZO TFT的结构和工艺过程。 雷东 著 雷东，内蒙古包头市人，毕业于浙江大学材料系硅材料国家重点实验室，研究领域为半导体硅材料。

《半导体器件的物理学与仿真应用》 内容概述： 本书旨在深入探讨半导体器件的基本物理原理，并聚焦于如何利用先进的仿真技术来理解、设计和优化这些器件。本书涵盖了从基础的载流子输运到复杂的器件特性分析，同时强调了Spice等电路仿真工具在现代半导体设计流程中的关键作用。本书适合从事集成电路设计、半导体器件研发、材料科学研究以及对半导体物理学和仿真技术感兴趣的学生和工程师阅读。 详细内容介绍： 第一部分：半导体物理基础 本部分将为读者构建坚实的半导体物理学基础，为理解更复杂的器件物理打下基础。 晶体结构与能带理论： 我们将从晶体结构的基本概念出发，介绍半导体材料（如硅、锗、砷化镓等）的晶格排列方式。 深入讲解能带理论，包括价带、导带、禁带的形成，以及本征半导体中的载流子生成与复合机制。 将详细分析掺杂对半导体能带结构的影响，解释N型和P型半导体的形成原理，以及费米能级的概念。 讨论不同温度和压力对半导体能带和载流子浓度的影响。 载流子输运现象： 我们将详细阐述电子和空穴在半导体材料中的主要输运机制：漂移和扩散。 深入分析电场作用下的载流子漂移速度，介绍迁移率的概念，并讨论其与材料参数、温度、杂质浓度和电场强度的关系。 解释浓度梯度引起的载流子扩散现象，推导扩散电流的表达式，并介绍扩散系数。 讨论史密斯关系（Einstein relation）及其在理解载流子输运中的重要性。 将介绍非平衡载流子产生与复合的物理过程，包括热激发、光激发以及辐射复合、俄歇复合、陷阱辅助复合等。 PN结的形成与特性： 本书将详尽介绍PN结的形成过程，包括掺杂均匀和非均匀PN结的构建。 分析PN结在不同偏置（零偏、正偏、反偏）下的电势分布、空间电荷区宽度以及内建电势。 详细推导PN结的正向和反向I-V特性曲线，解释其非线性行为，并讨论饱和漏电流的物理起源。 分析PN结的结电容效应，包括扩散电容和势垒电容，以及它们对器件频率响应的影响。 第二部分：重要半导体器件的物理学原理 本部分将聚焦于几种在现代电子技术中至关重要的半导体器件，深入剖析其工作原理。 双极型晶体管（BJT）的物理学： 我们将从PN结的串联（PNP或NPN）结构出发，介绍BJT的构造和工作模式（放大、截止、饱和）。 深入分析载流子在基区、发射区和集电区的输运和输运过程，解释电流增益（beta）和跨导（gm）的物理意义。 推导BJT的Ebers-Moll模型和Gummel-Poon模型，分析其在不同工作状态下的电流方程。 讨论BJT的频率响应特性，包括截止频率和功率增益，并介绍限制其高速性能的物理因素。 金属-氧化物-半导体（MOS）电容器的物理学： 本书将详细讲解MOS电容器的结构，包括金属栅极、绝缘层（通常是二氧化硅）和半导体基板。 分析在不同栅极电压下，半导体表面出现的积累、耗尽和反型状态，以及对应的电场和电荷分布。 推导MOS电容器的C-V（电容-电压）特性曲线，解释其在测量半导体参数中的应用。 讨论氧化层缺陷、界面态等对MOS电容器特性的影响。 金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）的物理学： 我们将重点介绍MOSFET的两种主要类型：NMOSFET和PMOSFET。 深入分析MOSFET的阈值电压（Vt）的形成机制，以及它如何决定沟道导通。 推导MOSFET在亚阈值区、线性区和饱和区下的I-V特性方程，并解释其工作原理。 详细讨论沟道长度调制效应、短沟道效应（如DIBL、沟道形变）等影响MOSFET特性的重要物理现象。 分析MOSFET的寄生效应，包括源漏电阻、体效应（Body effect）和栅极引线电感等。 介绍MOSFET的频率响应，包括跨导、输出电阻以及由结电容和沟道电容引起的频率限制。 第三部分：半导体器件的仿真技术与应用 本部分将聚焦于使用Spice等仿真工具来模拟和分析半导体器件的行为，将理论与实践相结合。 Spice仿真基础与模型： 我们将介绍Spice（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）的基本概念、电路描述语言（Netlist）以及仿真指令。 详细讲解Spice中常用的元器件模型，特别是二极管、BJT和MOSFET的Spice模型。 介绍不同级别的Spice模型，例如BSIM（Berkeley Short-channel IGFET Model）系列模型，及其在描述先进MOSFET特性方面的优势。 讨论如何从实验数据提取Spice模型的参数，以提高仿真精度。 PN结与二极管的Spice建模： 本书将演示如何使用Spice语言建立PN结和二极管的Spice模型。 介绍Spice中常用的二极管模型参数（如IS, N, BV, IBV, RS, CJO等）的物理意义，以及如何根据实验数据调整这些参数。 演示如何利用Spice进行二极管的I-V特性、瞬态响应和频率响应的仿真。 BJT的Spice建模与仿真： 我们将提供BJT的Spice模型（如Ebers-Moll模型、Gummel-Poon模型）的详细解释。 演示如何为BJT建立Spice模型，并介绍关键参数的含义和提取方法。 进行BJT的小信号和直流特性的Spice仿真，以及如何分析其增益和频率响应。 MOSFET的Spice建模与仿真（侧重于先进模型）： 本书将重点介绍先进MOSFET模型（如BSIM3、BSIM4、BSIM-CMG等）的原理和建模技术。 解释这些模型如何描述短沟道效应、载流子饱和效应、沟道长度调制、体效应以及各种寄生效应。 演示如何使用现成的BSIM模型进行NMOS和PMOS器件的Spice仿真。 深入讲解如何根据器件物理尺寸、工艺参数和实验数据来配置和优化BSIM模型的参数，以达到高精度的仿真结果。 进行MOSFET的直流、瞬态和交流（AC）仿真的实例分析，包括跨导、输出电阻、结电容、寄生电感对频率响应的影响。 介绍MOSFET的噪声模型及其在Spice中的仿真。 器件级仿真在设计流程中的应用： 我们将讨论如何将器件级仿真结果整合到更高级别的电路设计中。 介绍如何利用Spice仿真来预测和优化电路性能，如延迟、功耗、信号完整性等。 讨论工艺变异（Process Variation）对器件特性和电路性能的影响，以及如何利用蒙特卡洛仿真等技术进行分析。 介绍参数提取（Parameter Extraction）流程，以及它在保证仿真准确性方面的重要性。 本书的特点： 理论与实践的深度结合： 本书不仅深入讲解了半导体器件的物理学原理，还详细介绍了如何利用Spice等仿真工具来实现和验证这些原理，使读者能够将理论知识应用于实际设计。 内容循序渐进，结构清晰： 从基础的半导体物理概念，到复杂的器件模型，再到实际的仿真应用，本书内容组织合理，逻辑清晰，适合不同层次的读者。 强调现代器件和仿真技术： 重点关注了现代MOSFET器件的物理学特性和先进的Spice模型（如BSIM系列），反映了当前半导体技术的发展趋势。 提供实际案例与分析： 书中将穿插各种仿真实例和分析，帮助读者更好地理解Spice仿真在实际工程问题中的应用。 面向工程应用： 本书的重点在于为读者提供解决实际工程问题的知识和技能，帮助他们更好地进行半导体器件的设计、分析和优化。 本书将是一本宝贵的参考资料，对于希望深入理解半导体器件物理学并在现代集成电路设计流程中有效利用仿真工具的专业人士和学生而言，具有重要的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格，我可以用“恳切而富有洞察力”来形容。作者在阐述专业知识时，并没有使用过于晦涩难懂的专业术语，而是尽量使用清晰、准确的语言。当需要引入某个专业术语时，他通常会在第一次出现时就给出清晰的定义和解释，或者通过上下文的语境来帮助读者理解。我特别欣赏的是，作者在讲解过程中，常常会流露出他对薄膜晶体管技术发展的深刻理解和独到见解，有时还会穿插一些历史背景的介绍，或者对未来发展趋势的展望。这些“点睛之笔”，让原本枯燥的学术内容变得生动有趣，也让我在学习知识的同时，能够感受到作者作为一名资深专家的智慧和热情。这种“接地气”的表达方式，极大地降低了阅读门槛，也提升了阅读的愉悦感。

评分☆☆☆☆☆

这本书在内容上的组织架构，我个人觉得非常出色。它并非简单地将薄膜晶体管的各个方面罗列出来，而是形成了一个完整的、逻辑清晰的知识体系。从最基础的半导体物理原理开始，然后过渡到不同类型的薄膜晶体管的结构和特性，再到制造工艺的每一个关键环节，最后落脚于SPICE模型的构建和应用。这种由表及里、由宏观到微观的推进方式，使得读者能够建立起一个全面的认知框架。我喜欢它在讲解工艺时，不仅仅是描述步骤，还会深入分析每个工艺步骤对器件性能的影响，以及潜在的工艺挑战。这种“知其然，更知其所以然”的讲解方式，对于理解薄膜晶体管的设计和制造成本之间的权衡至关重要。这种结构化的呈现方式，让我在学习过程中，能够清晰地看到知识点之间的联系，避免了碎片化的学习体验。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，对我而言，更像是一场与知识的深度对话。作者的写作风格非常严谨，但又并非枯燥乏味。他在阐述复杂的物理概念时，总是能够循序渐进，从最基础的原理讲起，逐步深入到更复杂的模型和应用。我尤其欣赏他对于那些关键公式的推导过程，讲解得非常清晰透彻，让我能够理解公式背后的物理意义，而不仅仅是死记硬背。书中的插图和图表也功不可没，它们将抽象的概念具象化，让我在脑海中形成清晰的图像，从而更好地理解内容。例如，在讲解载流子输运机制时，书中绘制的能带图和电场分布图，简直是点睛之笔，让我瞬间豁然开朗。而且，作者在讲解每一个概念时，都会适时地给出相关的参考文献，这对于我进一步深入研究某个主题非常有帮助。这种科学严谨与人文关怀并存的写作方式，让我在这本书的阅读过程中，收获的不仅仅是知识，更是一种学习方法和研究思路。

评分☆☆☆☆☆

这本书对SPICE建模部分的讲解，是我非常看重的一部分。薄膜晶体管作为一种重要的电子器件，其在电路设计中的应用离不开准确的SPICE模型。这本书在这方面的处理，可以说是非常到位。它并没有仅仅停留在给出几个模型参数，而是深入浅出地讲解了不同模型的物理原理，以及如何根据器件的实际特性来提取和验证模型参数。我特别喜欢其中关于模型精度与计算复杂度之间权衡的讨论，这对于实际的电路设计具有极高的指导意义。作者还列举了几个具体的SPICE模型示例，并给出了相应的仿真结果，这让我能够直观地感受到模型在电路仿真中的作用。这种理论与实践相结合的讲解方式，让我对SPICE建模有了更深刻的理解，也更有信心将其应用于我自己的设计工作中。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我留下了深刻的第一印象。它采用了简洁而又不失专业的设计风格，深邃的蓝色作为主色调，仿佛暗示着微观世界的奥秘和电子学的严谨。封面上“薄膜晶体管物理、工艺与SPICE建模”几个大字清晰有力，字体选择也恰到好处，既有科技感又不至于显得冰冷。我特别欣赏的是，在书名之下，还点缀着一幅精细的电路图或者半导体材料的显微照片，虽然只是一个小小的细节，却极大地增强了这本书的专业性和吸引力。这种视觉上的冲击力，让我即便是在书店的琳琅满目中，也能一眼就被它吸引住，并产生一种想要深入了解其内容的强烈好奇心。它不像那些过于花哨或平淡无奇的书籍封面，而是恰到好处地传达了内容的核心，激发了读者对这个专业领域的探索欲望。这种“少即是多”的设计理念，往往更能体现出作者和出版社对书籍品质的自信。我迫不及待地想要翻开它，去领略书名背后所蕴含的知识海洋。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的感受，就是它极大地提升了我对薄膜晶体管技术的整体认知水平。在阅读之前，我对薄膜晶体管的理解可能还停留在比较零散的知识点层面，缺乏一个系统性的认识。而这本书，通过其严谨的逻辑结构和深入浅出的讲解，帮助我构建了一个完整的知识体系。我能够清晰地理解薄膜晶体管的工作原理，掌握其关键的制造工艺，并学会如何利用SPICE模型进行电路仿真。这种“由点及面”的学习过程，让我对薄膜晶体管的理解上升到了一个新的高度。我不仅能够理解“是什么”，更能理解“为什么”以及“如何做”。这种深刻的理解，对于我未来在相关领域的学习和工作，都将产生深远的影响。

评分☆☆☆☆☆

在阅读这本书的过程中，我惊喜地发现，作者在讲解一些前沿技术和热门研究方向时，也进行了相当详尽的阐述。比如，书中对一些新型薄膜晶体管材料（如氧化物半导体、有机半导体）的物理特性和制备工艺，都进行了深入的介绍。同时，也涉及到了这些新型器件在柔性电子、物联网等新兴领域的应用前景。这让我意识到，这本书并非一本只停留在基础理论层面的教材，而是紧密跟随着半导体技术发展的步伐，将最新的研究成果融入其中。这种前瞻性的内容，对于我这样的年轻研究者来说，无疑是极具价值的。它能够帮助我及时了解行业动态，把握技术发展趋势，为我的未来研究方向提供重要的参考。

评分☆☆☆☆☆

这本书的参考文献部分，是我非常重视的一个组成部分。我常常会在阅读过程中，对某个具体的技术点产生更浓厚的兴趣，这个时候，后面详尽的参考文献列表就成了我的宝藏。它为我提供了进一步深入研究该领域的学术论文、技术报告和相关书籍的线索。我曾尝试着去查阅其中的几篇关键文献，发现它们确实是该领域非常有影响力的研究成果，为理解书中内容提供了更深入的背景和更详尽的细节。这种“授人以渔”的模式，让我能够在这个知识体系的基础上，不断地拓展自己的知识边界，形成一种良性的学习循环。

评分☆☆☆☆☆

这本书的定价，在同类专业书籍中，我觉得是比较合理的。虽然不是最便宜的，但考虑到它所涵盖的深度和广度，以及其作为一本专业学术著作的价值，这样的价格区间是完全可以接受的。我曾对比过一些其他关于半导体器件的书籍，很多篇幅相似、内容也相当的书籍，价格却要高出不少。反观这本书，它在保持高质量内容输出的同时，也能做到让更多的学生、研究人员和工程师触及，这本身就是一种对知识普及的贡献。而且，书本本身的印刷质量、纸张触感也都很好，翻阅起来非常舒适，不会有廉价感。装订也十分牢固，即便是经常翻阅，也不容易散架。综合考虑书籍的内在价值和外在品质，我认为它物有所值，甚至可以说是物超所值。我曾犹豫过是否要购买，但最终基于其专业内容和合理的价格，我毅然决然地选择了它，并且不后悔。

评分☆☆☆☆☆

总而言之，这本书是一部我非常推荐的薄膜晶体管领域的权威著作。它不仅内容全面、讲解深入，而且在写作风格和编排设计上也都表现出了极高的水准。无论你是初学者，还是有一定基础的研究人员或工程师，都能从中获益良多。我个人在阅读过程中，深受启发，也学到了许多宝贵的知识和技能。这本书已经成为我书架上不可或缺的参考书之一，我也会毫不犹豫地向身边的同行和朋友推荐它。它无疑是薄膜晶体管领域的一本里程碑式的著作，为该领域的研究和发展做出了重要的贡献。