第1章 电阻率

1.1 引言

1.2 两探针与四探针法

1.2.1 修正因子

1.2.2 任意形状样品的电阻率

1.2.3 测量电路

1.2.4 测量误差和注意事项

1.3 晶片图

1.3.1 双注入

1.3.2 调制光反射

1.3.3 载流子光照（CI）

1.3.4 光学密度测定（光密度计）

1.4 电阻压型

1.4.1 微分霍尔效应（DHE）

1.4.2 扩散电阻压型（SRP）

1.5 非接触测试方法

1.5.1 涡旋电流

1.6 导电类型

1.7 优点和缺点

附录1.1 电阻率随掺杂浓度的变化

附录1.2 本征载流子浓度

参考文献

习题

复习题

第2章 载流子与掺杂浓度

2.1 引言

2.2 电容-电压特性（C-V）

2.2.1 微分电容

2.2.2 能带偏移

2.2.3 最大-最小MOS-C电容

2.2.4 积分电容

2.2.5 汞探针接触

2.2.6 电化学C-V测试仪（ECV）

2.3 电容-电压（I-V）

2.3.1 MOSFET衬底电压-栅极电压

2.3.2 MOSFET阈值电压

2.3.3 扩散电阻

2.4 测量误差及注意事项

2.4.1 德拜长度和电压击穿

2.4.2 串联电阻

2.4.3 少数载流子和界面陷阱

2.4.4 二极管边缘电容和杂散电容

2.4.5 过剩漏电流

2.4.6 深能级杂质／陷阱

2.4.7 半绝缘衬底

2.4.8 仪器限制

2.5 霍尔效应

2.6 光学技术

2.6.1 等离子体共振

2.6.2 自由载流子吸收

2.6.3 红外光谱学

2.6.4 光致发光

2.7 二次离子质谱分析法（SIMS）

2.8 卢瑟福背散射（RBS）

2.9 横向分布

2.10 优点和缺点

附录2.1 并联或串联连接

附录2.2 电路转换

参考文献

习题

复习题

第3章 接触电阻和肖特基势垒

3.1 引言

3.2 金属-半导体接触

3.3 接触电阻

3.4 测量技术

3.4.1 两接触两端子法

3.4.2 多接触两端子法

3.4.3 四端子接触电阻方法

3.4.4 六端子接触电阻方法

3.4.5 非平面接触

3.5 肖特基势垒高度

3.5.1 电流-电压

3.5.2 电流-温度

3.5.3 容量-电压

3.5.4 光电流

3.5.5 弹道电子发射显微镜（BEEM）

3.6 方法间的比较

3.7 优点和缺点

附录3.1 寄生电阻的影响

附录3.2 与半导体接触的合金

参考文献

习题

复习题

第4章 串联电阻，沟道长度与宽度，阈值电压

4.1 引言

4.2 PN结二极管

4.2.1 电流-电压关系

4.2.2 开路电压衰减（OCVD）

4.3 肖特基二极管

4.3.1 串联电阻

4.4 太阳能电池

4.4.1 串联电阻-多倍光强

4.4.2 串联电阻-恒定光强

4.4.3 并联电阻

4.5 双极晶体管

4.5.1 发射极电阻

4.5.2 集电极电阻

4.5.3 基极电阻

4.6 MOSFETs

4.6.1 串联电阻和沟道长度-电流-电压

4.6.2 沟道长度-电容电压

4.6.3 沟道宽度

4.7 MESFETs和MODFETs

4.8 阈值电压

4.8.1 线性插补

4.8.2 漏电流恒定

4.8.3 亚阈值漏电流

4.8.4 跨导

4.8.5 跨导微商

4.8.6 漏电流比率

4.9 赝MOSFET

4.10 优点和缺点

附录4.1 肖特基二极管I-V方程

参考文献

习题

复习题

第5章 缺陷

5.1 引言

5.2 产生-复合统计

5.2.1 图示描述

5.2.2 数学描述

5.3 电容测量

5.3.1 稳态测量

5.3.2 瞬态测量

5.4 电流测量

5.5 电荷测量

5.6 深能级瞬态光谱（DLTS）

5.6.1 传统的DLTS

5.6.2 界面态陷阱电荷DLTS

5.6.3 光学扫描DLTS

5.6.4 注意事项

5.7 热刺激电容和电流

5.8 正电子湮灭光谱（PAS）

5.9 优点和缺点

附录5.1 激活能和俘获截面

附录5.2 时间常数提取

附录5.3 Si和GaAs数据

参考文献

习题

复习题

第6章 栅氧电荷、界面陷阱电荷和栅氧厚度

6.1 引言

6.2 固定氧化层陷阱电荷和可动氧化层电荷

6.2.1 电容-电压曲线

6.2.2 平带电压

6.2.3 电容测量

6.2.4 固定电荷

6.2.5 栅-半导体功函数差

6.2.6 氧化层陷阱电荷

6.2.7 可动电荷

6.3 界面陷阱电荷

6.3.1 低频（准稳态）法

6.3.2 电导

6.3.3 高频法

6.3.4 电荷泵

6.3.5 MOSFET亚阈值电流

6.3.6 DC-IV法

6.3.7 其他方法

6.4 氧化层厚度的影响

6.4.1 伏安法

6.4.2 电流-电压

6.4.3 其他方法

6.5 优点和缺点

附录6.1 电容测量法

附录6.2 卡盘电容效应和泄漏电流

参考文献

习题

复习题

第7章 载流子寿命

7.1 引言

7.2 复合时间和表面复合速率

7.3 产生寿命／表面产生速率

7.4 复合寿命—光学测量

7.4.1 光电导衰减（PCD）

7.4.2 准稳态光电导（QSSPC）

7.4.3 短路电流／开路电压衰减（SCCD/OCVD）

7.4.4 光致发光衰减（PLD）

7.4.5 表面光电压（SPV）

7.4.6 稳态短路电流（SSSCC）

7.4.7 自由载流子吸收

7.4.8 电子束感应电流（EBIC）

7.5 复合寿命-电学测量

7.5.1 二极管电流-电压

7.5.2 反向恢复（RR）

7.5.3 开路电压衰减（OCVD）

7.5.4 脉冲MOS电容

7.5.5 其他方法

7.6 生成寿命—电气测量

7.6.1 栅控二极管

7.6.2 脉冲MOS电容

7.7 优点和缺点

附录7.1 光激发

附录7.2 电激励

参考文献

习题

复习题

第8章 迁移率

8.1 引言

8.2 电导迁移率

8.3 霍尔效应与迁移率

8.3.1 均一层或晶圆的基本方程

8.3.2 非均一层

8.3.3 多层

8.3.4 样品形状和测量电路

8.4 磁阻迁移率

8.5 飞行时间漂移迁移率

8.6 场效应MOS管的迁移率

8.6.1 有效迁移率

8.6.2 场效应迁移率

8.6.3 饱和迁移率

8.7 非接触迁移率

8.8 优点和缺点

附录8.1 半导体体迁移率

附录8.2 半导体表面迁移率

附录8.3 有效沟道频率响应

附录8.4 界面陷阱电荷的影响

参考文献

习题

复习题

第9章 基于电荷和探针的表征技术

9.1 引言

9.2 背景

9.3 表面电荷沉积

9.4 开尔文探针

9.5 应用

9.5.1 表面光电压（SPV）

9.5.2 载流子寿命

9.5.3 表面改性

9.5.4 近表面掺杂浓度

9.5.5 氧化层电荷

9.5.6 氧化层厚度和界面陷阱态密度

9.5.7 氧化层泄漏电流

9.6 扫描探针显微镜（SMP）

9.6.1 扫描隧道显微镜（STM）

9.6.2 原子力显微镜（AFM）

9.6.3 扫描电容显微镜（SCM）

9.6.4 扫描开尔文探针显微镜（SKPM）

9.6.5 扫描扩散电阻显微镜（SSRM）

9.6.6 弹道电子发射显微镜（BEEM）

9.7 优点和缺点

参考文献

习题

复习题

第10章 光学表征

10.1 引言

10.2 光学显微镜方法

10.2.1 分辨率、放大率、对比度

10.2.2 暗场、相差、干涉相衬显微镜

10.2.3 共焦光学显微镜

10.2.4 干涉显微镜

10.2.5 缺陷刻蚀

10.2.6 近场光学显微（NFOM）

10.3 椭圆偏振法

10.3.1 理论

10.3.2 零椭圆偏振法

10.3.3 旋转检偏器式椭圆偏振法

10.3.4 光谱椭圆偏振法（SE）

10.3.5 应用

10.4 透射法

10.4.1 理论

10.4.2 仪器

10.4.3 应用

10.5 反射

10.5.1 理论

10.5.2 应用

10.5.3 内反射红外光谱学

10.6 光散射

10.7 调制光谱学

10.8 线宽

10.8.1 光学-物理方法

10.8.2 电学方法

10.9 光致发光（PL）

10.10 拉曼光谱

10.11 优点和缺点

附录10.1 透射方程

附录10.2 几种半导体的吸收系数和折射率

参考文献

习题

复习题

第11章 化学和物理表征

11.1 引言

11.2 电子束技术

11.2.1 扫描电子显微镜（SEM）

11.2.2 俄歇电子能谱（AES）

11.2.3 电子探针（EMP）

11.2.4 透射电子显微镜（TEM）

11.2.5 电子束感应电流（EBIC）

11.2.6 阴极发光（CL）

11.2.7 低能和高能电子衍射（LEED）

11.3 离子束技术

11.3.1 二次离子质谱（SIMS）

11.3.2 卢瑟福背散射谱分析（RBS）

11.4 X射线和伽马射线技术

11.4.1 X射线荧光光谱（XRF）

11.4.2 X射线光电子能谱（XPS）

11.4.3 X-射线形貌术（XRT）

11.4.4 中子活化分析（NAA）

11.5 优点和缺点

附录11.1 一些分析技术的选择特点

参考文献

习题

复习题

第12章 可靠性和失效分析

12.1 引言

12.2 失效时间和加速因子

12.2.1 失效时间

12.2.2 加速因子

12.3 分布函数

12.4 可靠性相关

12.4.1 电迁移（EM）

12.4.2 热载流子

12.4.3 栅氧完整性

12.4.4 负偏压高温不稳定性（NBTI）

12.4.5 应力诱导漏电流（SILC）

12.4.6 静电放电（ESD））

12.5 失效分析表征技术

12.5.1 静态漏电流（IDDQ）

12.5.2 机械探针

12.5.3 发射显微镜（EMMI）

12.5.4 荧光微热重分析（FMT）

12.5.5 红外热成像法（IRT）

12.5.6 电压衬度技术

12.5.7 激光电压探针技术（LVP）

12.5.8 液晶（LC）

12.5.9 光束诱导电阻变化（OBIRCH）

12.5.10 聚焦离子束（FIB）

12.5.11 噪声

12.6 优点和缺点

附录12.1 栅电流

参考文献

习题

复习题

附录1 符号表

附录2 术语与缩写

索引