本书是集成电路领域本科教育教学改革试点工作（简称“101计划”）系列教材之一。

全书共10章，分为两大部分。第一部分共6章，系统阐释半导体器件物理基础，涵盖集成电路中基本器件PN结二极管、双极晶体管、结型场效应晶体管、MOSFET以及适用于纳米工艺节点的FinFET、GAAFET、CFET等核心器件的理论框架、基本结构、工作原理以及电学特性，构建完整知识图谱；第二部分共4章，重点解析射频器件、功率器件、光电探测器件以及半导体存储器等特殊功能器件的结构、原理和前沿技术。

本书不仅是学习半导体技术的重要器件物理基础，更是连接基础科学与工程应用、推动现代信息技术发展的关键载体。本书可作为集成电路、微电子、电子科学与技术等专业与学科的本科生和研究生的教材，也可作为集成电路领域相关专业（如光电子、电子信息等）的教学用书或从事微电子科学、集成电路和电子器件等领域的科研人员和工程技术人员的参考书。

前辅文
第1章 PN结
  1.1 平衡PN结
   1.1.1 PN结的形成和杂质分布
   1.1.2 平衡PN结
   1.1.3 内建电场和内建电势
   1.1.4 空间电荷区宽度xd
   1.1.5 势垒区载流子浓度分布
  1.2 理想PN结直流I-V特性
   1.2.1 PN结单向导电性物理过程分析
   1.2.2 理想PN结直流I-V特性定量分析
   1.2.3 理想PN结直流I-V特性的进一步讨论
  1.3 非理想效应对PN结直流I-V特性的影响
   1.3.1 实际PN结直流I-V特性与理想模型的偏离
   1.3.2 耗尽区产生电流对PN结反向电流的影响
   1.3.3 耗尽区复合电流对正向小电流特性的影响
   1.3.4 大注入对PN结正向大电流特性的影响
   1.3.5 串联电阻RS对PN结正向大电流的影响
  1.4 PN结击穿特性
   1.4.1 PN结击穿现象
   1.4.2 雪崩击穿
   1.4.3 隧道击穿
   1.4.4 热击穿
   1.4.5 提高击穿电压的技术措施
  1.5 PN结交流小信号特性
   1.5.1 理想PN结小信号特性分析思路
   1.5.2 交流小信号电流-电压关系
   1.5.3 交流导纳与扩散电容
   1.5.4 势垒电容
   1.5.5 势垒电容与扩散电容的比较
  1.6 PN结瞬态特性
   1.6.1 PN结开关的特点
   1.6.2 PN结从导通转换为断开的瞬态响应
   1.6.3 影响断开时间的主要因素
  1.7 PN结二极管模型与模型参数
   1.7.1 器件模型与模型参数的含义与作用
   1.7.2 PN结二极管大信号模型
   1.7.3 PN结二极管交流模型
   1.7.4 PN结二极管基本模型参数
  1.8 异质PN结
   1.8.1 异质结的结构与能带
   1.8.2 平衡N-Si/P-SiGe异质结耗尽区分析
   1.8.3 N-Si/P-SiGe异质结能带特点
   1.8.4 N-Si/P-SiGe异质PN结I-V特性
  思考题
  习题
  第1章参考文献
第2章 双极晶体管
  2.1 BJT载流子输运过程与电流放大系数
   2.1.1 BJT结构特点
   2.1.2 BJT中的直流电流传输过程
   2.1.3 BJT的直流电流放大系数
  2.2 BJT直流电流放大特性
   2.2.1 理想BJT直流电流放大系数定量分析
   2.2.2 电流放大系数简便分析方法
   2.2.3 缓变基区BJT的电流放大系数
   2.2.4 BJT直流放大特性讨论
   2.2.5 基区宽变效应与厄利电压：β0与VCE关系的分析
   2.2.6 发射结势垒区复合与小电流下β0的下降
   2.2.7 大注入效应与大电流下β0下降
   2.2.8 发射区过重掺杂对β0的影响
  2.3 BJT频率特性参数
   2.3.1 BJT频率参数
   2.3.2 交流小信号传输过程
   2.3.3 共基极截止频率fa与共射极截止频率fb
   2.3.4 特征频率fT
  2.4 BJT功率特性
   2.4.1 基区电阻RB
   2.4.2 发射极电流集边效应与功率BJT的版图设计
   2.4.3 BJT的击穿电压
   2.4.4 BJT安全工作区
  2.5 BJT开关特性
   2.5.1 晶体管开关作用与开关电路
   2.5.2 晶体管开关过程分析
   2.5.3 晶体管的开关参数
  2.6 异质结双极晶体管
   2.6.1 SiGe基区HBT的基区结构参数特点
   2.6.2 SiGe基区HBT器件性能特点
  2.7 BJT模型与模型参数
   2.7.1 BJT直流模型
   2.7.2 BJT瞬态模型
   2.7.3 BJT交流小信号模型
  思考题
  习题
  第2章参考文献
第3章 结型场效应晶体管
  3.1 PN结型场效应晶体管
   3.1.1 PN结型场效应晶体管的结构与原理
   3.1.2 PN结型场效应晶体管的直流特性
  3.2 金属-半导体结型场效应晶体管
   3.2.1 金属-半导体结型场效应晶体管的结构与原理
   3.2.2 金属-半导体结型场效应晶体管的直流特性
  3.3 调制掺杂场效应晶体管
   3.3.1 调制掺杂场效应晶体管的结构与原理
   3.3.2 调制掺杂场效应晶体管的直流特性
   3.3.3 调制掺杂场效应晶体管的主要优势
  3.4 结型场效应晶体管的非理想效应
   3.4.1 结型场效应晶体管的沟道长度调制效应
   3.4.2 结型场效应晶体管的速度饱和效应
  思考题
  习题
  第3章参考文献
第4章 MOSFET基本结构和特性
  4.1 MOS结构的C-V特性
   4.1.1 理想MOS电容能带图及特性
   4.1.2 C-V曲线的测量及频率相关性
   4.1.3 平带电压——功函数差的影响
   4.1.4 平带电压——氧化层和界面电荷的影响
   4.1.5 实际MOS电容的C-V特性
   4.1.6 MOS电容的应用
  4.2 MOSFET结构及工作原理
   4.2.1 MOSFET基本结构
   4.2.2 MOSFET基本类型
   4.2.3 MOSFET基本工作原理
   4.2.4 MOSFET特性曲线
  4.3 MOSFET的阈值电压
   4.3.1 阈值电压的定义
   4.3.2 理想MOSFET的阈值电压
   4.3.3 实际MOSFET的阈值电压
   4.3.4 影响阈值电压的因素
   4.3.5 阈值电压的调制
   4.3.6 阈值电压的温度关系
   4.3.7 阈值电压的测量
  4.4 MOSFET的电流-电压模型
   4.4.1 一级近似模型
   4.4.2 体电荷模型
   4.4.3 亚阈值电流模型
   4.4.4 连续模型（EKV模型）
   4.4.5 MOSFET漏极电流与温度的关系
  4.5 MOSFET交流/开关模型与模型参数
   4.5.1 交流（AC）小信号模型
   4.5.2 MOSFET的频率特性
   4.5.3 开关模型
  4.6 MOSFET的击穿特性
   4.6.1 栅介质击穿
   4.6.2 栅调制击穿
   4.6.3 沟道雪崩击穿
   4.6.4 寄生NPN管击穿
   4.6.5 漏源穿通击穿
   4.6.6 轻掺杂漏结构
  4.7 CMOS结构
   4.7.1 CMOS基本结构及工作原理
   4.7.2 CMOS设计考虑
   4.7.3 CMOS开关瞬态分析及开关频率
   4.7.4 CMOS的闩锁效应
   4.7.5 CMOS参数提取技术
  思考题
  习题
  第4章参考文献
第5章 小尺寸MOSFET的非理想效应
  5.1 影响阈值电压的非理想效应
   5.1.1 短沟道效应——漏源电荷分享模型
   5.1.2 窄沟道效应
   5.1.3 漏致势垒降低（DIBL）效应
  5.2 影响直流特性的非理想效应
   5.2.1 沟道长度调制（CLM）效应
   5.2.2 迁移率调制效应
   5.2.3 速度饱和效应
   5.2.4 弹道输运效应
   5.2.5 次表面穿通效应
   5.2.6 短沟道MOSFET漏极电流模型
   5.2.7 短沟道MOSFET的频率特性
  5.3 热载流子效应
   5.3.1 速度饱和区的电场
   5.3.2 衬底电流模型
   5.3.3 栅电流模型
   5.3.4 MOSFET的退化机制
  5.4 其他一些非理想效应
   5.4.1 多晶硅耗尽效应
   5.4.2 栅极漏电效应——高k金属栅的使用
   5.4.3 栅致漏极泄漏（GIDL）效应
   5.4.4 反短沟道效应
   5.4.5 反型沟道量子效应
  5.5 MOSFET的等比例缩小
   5.5.1 恒场等比例缩小
   5.5.2 其他等比例缩小
  思考题
  习题
  第5章参考文献
第6章 三维新型器件
  6.1 多栅晶体管工作原理
   6.1.1 从平面到立体多栅器件
   6.1.2 理想对称双栅MOS电容
   6.1.3 理想双栅器件电流-电压方程
   6.1.4 非理想双栅器件工作特性
   6.1.5 围栅器件工作原理
  6.2 FinFET与GAAFET
   6.2.1 FinFET与GAAFET的基本结构
   6.2.2 FinFET与GAAFET的工作特性
   6.2.3 FinFET与GAAFET的漏电特性
   6.2.4 FinFET与GAAFET的寄生效应
  6.3 新型三维堆叠器件
   6.3.1 CFET基本结构与工作特性
   6.3.2 CFET的标准单元电路应用
  6.4 新材料与新原理器件
   6.4.1 肖特基势垒薄膜晶体管原理
   6.4.2 碳基、二维、氧化物薄膜晶体管
   6.4.3 隧穿晶体管
   6.4.4 铁电负电容晶体管
  思考题
  习题
  第6章参考文献
第7章 射频器件
  7.1 射频二极管
   7.1.1 肖特基势垒二极管结构和工作原理
   7.1.2 负阻二极管结构和工作原理
  7.2 GaAs和InP HEMT器件
   7.2.1 GaAs HEMT频率特性
   7.2.2 GaAs HEMT结构演变
   7.2.3 InP HEMT器件
  7.3 GaN基HEMT器件
   7.3.1 GaN HEMT器件结构和特性
   7.3.2 射频功率GaN HEMT
   7.3.3 AlGaN/GaN HEMT的相关效应
  7.4 Si基LDMOSFET
   7.4.1 LDMOSFET的工作原理
   7.4.2 RF LDMOSFET关键结构
   7.4.3 RF LDMOSFET器件模型
   7.4.4 RF LDMOSFET器件应用
  思考题
  习题
  第7章参考文献
第8章 功率器件
  8.1 功率器件基本原理与特性
   8.1.1 理想的功率器件特性
   8.1.2 功率器件耐压机理与结终端技术
  8.2 分立功率器件
   8.2.1 功率二极管
   8.2.2 功率BJT
   8.2.3 晶闸管
   8.2.4 功率MOSFET
   8.2.5 绝缘栅双极晶体管（IGBT）
  8.3 可集成功率器件与高压集成技术
   8.3.1 LDMOSFET
   8.3.2 LIGBT
   8.3.3 RESURF技术
   8.3.4 BCD工艺技术
  8.4 GaN功率器件
   8.4.1 GaN耗尽型MIS-HEMT功率器件
   8.4.2 GaN增强型P-GaN HEMT功率器件
   8.4.3 其他结构GaN增强型功率器件
  8.5 SiC功率器件
   8.5.1 SiC材料优势
   8.5.2 SiC功率二极管
   8.5.3 SiC功率MOSFET
   8.5.4 可集成SiC功率器件
  思考题
  习题
  第8章参考文献
第9章 光电探测器件
  9.1 光电探测物理基础
   9.1.1 半导体光吸收
   9.1.2 光电导效应
   9.1.3 光生伏特效应
   9.1.4 噪声特性
   9.1.5 光电探测器件特性参数
  9.2 光电探测器件结构与工作原理
   9.2.1 PIN光电二极管
   9.2.2 金属-半导体-金属光电探测器
   9.2.3 雪崩光电二极管
   9.2.4 异质结光电二极管
  9.3 光电晶体管
   9.3.1 双极型光电晶体管
   9.3.2 SiGe异质结光电晶体管
   9.3.3 单极型光电晶体管
  思考题
  习题
  第9章参考文献
第10章 半导体存储器
  10.1 SRAM
   10.1.1 SRAM单元结构
   10.1.2 SRAM工作原理
   10.1.3 SRAM的特点
  10.2 DRAM
   10.2.1 DRAM单元结构
   10.2.2 DRAM工作原理
   10.2.3 DRAM的特点
  10.3 Flash存储器
   10.3.1 Flash存储器单元结构及工作原理
   10.3.2 Flash存储器阵列架构
   10.3.3 电荷俘获型Flash存储器
   10.3.4 Flash存储器可靠性问题
   10.3.5 三维Flash存储器
  10.4 新型存储器
   10.4.1 PCRAM
   10.4.2 MRAM
   10.4.3 FeRAM
   10.4.4 Memristor
  思考题
  习题
  第10章参考文献