微纳电子器件

前言
目前，电子工业已成为世界上规模最大的工业，其全球市场份额已经超过了10 000亿美元。电子器件是电子工业的基础，为满足电子工业的巨大需求，该领域的发展十分迅速。随着微电子技术的发展，半导体器件的特征尺寸已进入超深亚微米，在原理、结构和制造工艺方面有许多重大突破，同时出现了许多新型半导体器件。电子器件方面技术的进步，在今后相当长的时期内仍会继续保持其突飞猛进、日新月异的势头，新器件、新效应、新的物理机制还会不断涌现，电子器件产业的蓬勃发展对人类的进步起到了广泛而深远的影响。
目前国内、外已经有许多关于电子器件物理方面的专著，为培养相关人才和推动科技发展发挥了巨大的作用。本书是在广泛汲取相关研究成果的基础上，将半导体器件物理、纳米器件物理、MEMS（微电子机械系统）器件和半导体器件数值分析等内容进行了整合，对目前的微纳电子器件进行了较全面的概述。
本书主要讲述了一些重要半导体器件的基本工作原理和特性，力求概念阐述清晰，理论联系实际，同时尽可能反映出器件发展的动向；由于纳米电子器件的飞速发展和未来潜在的重大作用，所以本书对此专门作为一个部分进行了简要的介绍；近年来，MEMS（微电子机械系统）器件的出现极大扩展了微电子学领域研究的范畴，本书中简要介绍了MEMS器件的主要特点和发展趋势，希望抛砖引玉，能够对国内MEMS器件的发展起到一定作用；另外，由于计算机用于半导体器件分析、模拟和设计的重要性，所以我们也专门对此相关的内容作了比较仔细的介绍。
本书既可作为研制微电子器件及其电路的科技人员参考书，也可以作为微电子本科生或研究生教学参考之用。
由于作者水平有限，书中难免有错漏之处，笔者抱着抛砖引玉的想法，敬请广大读者批评指正。

本书主要讲述一些重要半导体器件的基本工作原理和特性，力求概念阐述清晰和理论联系实际，同时尽可能反映出器件发展的动向。由于纳米电子器件的飞速发展和未来潜在的重大作用，所以本书对此专门作为一个部分进行了简要的介绍。近年来，MEMS（微电子机械系统）器件的出现极大扩展了微电子学领域研究的范畴，本书中简要介绍了MEMS器件的主要特点和发展趋势，希望抛砖引玉，能够对国内MEMS器件的发展起到一定作用；另外，由于计算机用于半导体器件分析、模拟和设计的重要性，所以我们也专门对此有关的内容作了比较仔细的介绍。
 本书可供研制微电子器件及其电路的科技人员参考，也可以供微电子本科生或研究生教学参考之用。

目录
第1章pn结二极管1
11pn结及其空间电荷区1
12pn结的耗尽层（势垒）电容4
13pn结的直流特性6
14pn结的小信号特性12
15pn结的开关特性14
16pn结的击穿特性15
17隧道二极管和反向二极管18
18异质结二极管22
19Schottky二极管26
110Ohm接触29
复习思考题30
参考文献31

第2章双极型晶体管（BJT）32
21BJT的基本工作原理32
22理想BJT的直流特性35
23实际BJT的直流特性43
24BJT的频率特性56
25BJT的功率特性67
26BJT的开关特性74
27异质结双极型晶体管（HBT）81
28晶闸管（Thyristor）87
复习思考题90
参考文献91

第3章场效应晶体管（FET）93
31JFET的基本特性93
32JFET的直流参数和低频小信号交流参数95
33JFET的频率特性99
34短沟道JFET的特性102
35JFET的结构举例104
36砷化镓金属栅场效应晶体管（GaAsMESFET）106
37高电子迁移率晶体管（HEMT）108
复习思考题119
38大尺寸MOSFET119
39小尺寸MOSFET137
310SOIMOSFET152
复习思考题154
参考文献155

第4章其他半导体器件156
41渡越时间器件（TTD）156
42转移电子器件（TED）172
复习思考题186
参考文献186

第5章微电子器件的计算机辅助分析（CAA）和计算机辅助设计（CAD）188
51微电子器件的模型189
52微电子器件的计算机辅助分析（CAA）192
53微电子器件的CAD技术206
54微电子器件CAA和CAD技术的发展趋势216
参考文献218

第6章MEMS器件219
61MEMS技术现状及前景219
62用于通信领域的MEMS器件223
63用于生化医学领域的MEMS器件228
64用于惯性测量的MEMS器件232
65几种MEMS微执行器239
参考文献249

第7章纳米器件简介251
71纳米器件工艺概论251
72纳米体系中的电子波256
73电子波器件272
74单电子学——Coulomb阻塞效应282
75单电子器件290
76纳米集成电路概论302
参考文献308