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書籍詳細

大学講義シリーズ

  半導体デバイス工学

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石原宏 東工大教授 工博 著

発行年月日:1990/02/15 , 判 型: A5,  ページ数:264頁

ISBN:978-4-339-00137-2,  定 価:3,024円 (本体2,800円+税)

半導体電子デバイスと光デバイスに関連した基礎的物理現象からデバイスの特性,用途までを一貫してとりあげた。基礎的なものを重視する一方,実用化されている集積回路は特に詳しく説明した。

【目次】

1. 固体の帯理論
1.1 固体の導電率
1.2 固体内の電子状態
1.3 導体・半導体・絶縁体のエネルギー帯構造
1.4 波動方程式からのエネルギー帯理論の説明
1. 固体の帯理論
1.1 固体の導電率
1.2 固体内の電子状態
1.3 導体・半導体・絶縁体のエネルギー帯構造
1.4 波動方程式からのエネルギー帯理論の説明
1.5 許容帯中の電子の状態密度
1.6 許容帯中の電子の運動
  1.6.1 実行質量
  1.6.2 正孔
1.7 エネルギー分布則
演習問題
2. 半導体の電気伝導
2.1 半導体の結晶構造とエネルギー帯構造
2.2 半導体の電気伝導現象
  2.2.1 熱刺激による電気伝導現象
  2.2.2 置換形原子(不純物)を含む電導現象
  2.2.3 半導体の表面電導現象
2.3 真性半導体中のキャリヤ濃度
2.4 外因性半導体のキャリヤ濃度
  2.4.1 温度依存性
  2.4.2 不純物原子濃度とキャリヤ濃度
2.5 半導体中のキャリヤの振舞い
  2.5.1 電界中のキャリヤの運動
  2.5.2 キャリヤの発生と再結合
  2.5.3 電流の式とアインシュタインの関係
  2.5.4 少数キャリヤの連続の方程式
演習問題
3. 半導体接合
3.1 半導体-半導体接合
  3.1.1 pn接合のエネルギー帯図
  3.1.2 pn接合の電圧-電流特性
  3.1.3 pn接合の容量
  3.1.4 pn接合の降伏現象とトンネルダイオード
  3.1.5 ヘテロ接合
3.2 金属-半導体接触
  3.2.1 金属-半導体接触のエネルギー帯図
  3.2.2 ショットキー障壁ダイオードの電圧-電流特性
  3.2.3 金属-半導体接触の容量-電圧特性
3.3 金属-絶縁体-半導体接触
演習問題
4. バイポーラトランジスタの基本特性
4.1 バイポーラトランジスタの動作原理
  4.1.1 基本構造
  4.1.2 エネルギー帯図と動作原理
4.2 電流伝送率
  4.2.1 ベース中性領域特性
  4.2.2 エミッタ接合特性
  4.2.3 コレクタ接合特性
  4.2.4 電流伝送率の最適化
4.3 電圧-電流特性と等価回路
  4.3.1 直流電圧-電流特性
  4.3.2 交流特性
  4.3.3 低周波微小信号等価回路
  4.3.4 四端子パラメータ
4.4 トランジスタ動作における諸現象
  4.4.1 電流増幅率のエミッタ電流依存性
  4.4.2 エミッタ電流の集中現象
  4.4.3 アーリー効果とパンチスルー
  4.4.4 なだれ降伏
演習問題
5. ダイオードおよびトランジスタの実際
5.1 製作方法
  5.1.1 基板結晶成長技術
  5.1.2 リソグラフィー技術
  5.1.3 加工技術
5.2 高周波動作特性
  5.2.1 pn接合の動特性
  5.2.2 トランジスタの動特性
  5.2.3 高周波等価回路
  5.2.4 高周波増幅限界
  5.2.5 ドリフト形トランジスタ
5.3 スイッチング特性
  5.3.1 ダイオードのスイッチング特性
  5.3.2 トランジスタのスイッチング特性
  5.3.3 トランジスタの大信号直流等価回路
  5.3.4 スイッチングトランジスタ
5.4 電力特性
  5.4.1 ダイオードの電流容量と逆耐圧
  5.4.2 トランジスタの出力限界
演習問題
6. ユニポーラトランジスタ
6.1 分類
6.2 接合形およびショットキー障壁形電界効果トランジスタ
  6.2.1 動作原理
  6.2.2 電圧-電流特性
  6.2.3 小信号等価回路
  6.2.4 実際例
6.3 ホットエレクトロントランジスタ
  6.3.1 金属ベーストランジスタ
  6.3.2 半導体ホットエレクトロントランジスタ
6.4 静電誘導トランジスタ
  6.4.1 動作原理
  6.4.2 電圧-電流特性
  6.4.3 交流増幅特性
  6.4.4 実際例
演習問題
7. MIS形電界効果トランジスタ
7.1 MISダイオードの定量的検討
  7.1.1 理想MISダイオードの基本的性質
  7.1.2 理想MISダイオードの電位分布
  7.1.3 実際のMISダイオード
7.2 MIS FETの動作原理
  7.2.1 MIS FETの構造と分類
  7.2.2 電圧-電流特性
  7.2.3 チャネル内の電界分布と電位分布
7.3 MIS FETの回路的考察
  7.3.1 低周波等価回路
  7.3.2 高周波等価回路
  7.3.3 四端子パラメータ
  7.3.4 高周波動作限界
7.4 MIS FETの諸現象と実際例
  7.4.1 基板バイアス効果
  7.4.2 チャネル長変調効果とドレーン耐圧
  7.4.3 実際例
演習問題
8. 集積回路
8.1 集積回路の製作法
  8.1.1 モノリシックICの特徴
  8.1.2 バイポーラICの製作法
  8.1.3 MOS ICの製作法
8.2 アナログIC
  8.2.1 バイアス回路
  8.2.2 差動増幅回路
  8.2.3 演算増幅器
8.3 ディジタルIC
  8.3.1 ディジタル論理
  8.3.2 バイポーラ論理回路
  8.3.3 MOS論理回路
8.4 メモリ回路
  8.4.1 SRAM
  8.4.2 DRAM
演習問題
9. サイリスタと関連デバイス
9.1 サイリスタの構造と動作原理
  9.1.1 構造
  9.1.2 二端子特性
  9.1.3 ゲート制御特性
9.2 サイリスタおよび関連デバイスの分類
  9.2.1 SCR
  9.2.2 逆導通SCR
  9.2.3 トライアック
  9.2.4 GTOサイリスタ
  9.2.5 光サイリスタ
  9.2.6 ユニジャンクショントランジスタ
9.3 サイリスタの実際と回路応用
  9.3.1 サイリスタの定格
  9.3.2 回路応用
演習問題
10. 光電変換デバイス
10.1 光と物質との相互作用
  10.1.1 相互作用の種類
  10.1.2 光の吸収現象
  10.1.3 光の屈折現象
10.2 光の吸収現象を利用した効果
  10.2.1 外部光電効果(光電子放出効果)
  10.2.2 内部光電効果(光導電効果)
  10.2.3 光起電力効果(障壁形)
10.3 光電変換デバイス
  10.3.1 太陽電池
  10.3.2 光検出器
  10.3.3 固体撮像デバイス
演習問題
11. 発光デバイス
11.1 発光現象─ルミネセンス
  11.1.1 放射形遷移と発光スペクトル
  11.1.2 キャリヤ励起(外部刺激)の方法
11.2 発光ダイオード
  11.2.1 pn接合の発光
  11.2.2 発光ダイオード用材料
11.3 半導体レーザダイオード
  11.3.1 動作原理
  11.3.2 pn接合レーザダイオード
  11.3.3 ヘテロ接合レーザダイオード
  11.3.4 その他のポンピング法を用いた半導体レーザ
演習問題
演習問題解答
索引

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