Halbleiter

1 Elektronen gas.- 1.1 Eingeschlossene Elektronen.- 1.1.1 Potentialkästen.- 1.1.2 Born-von Karman Randbedingungen.- 1.1.3 Zustandsdichten.- 1.2 Besetzungsstatistik.- 1.2.1 Fermienergie (chemisches Potential).- 1.2.2 Fermi-Dirac-Statistik.- 1.2.3 Klassischer Grenzfall: Boltzmann-Statistik.- 1.3 Eigenschaften von Boltzmanngasen.- 1.3.1 Mittelwerte.- 1.3.2 Unscharfen.- 2 Bandstruktur von Festkörpern.- 2.1 Elektronen in Kristallgittern.- 2.1.1 Freie Elektronen im Gitter.- 2.1.2 Elektronen im periodischen Potential.- 2.2 Elektronen und Löcher in Energiebändern.- 2.2.1 Bandstruktur der Halbleiterwerkstoffe Germanium, Silizium und Galliumarsenid.- 2.2.2 Effektive Massen: Elektronengas in Halbleitern.- 2.2.3 Löcher.- 2.2.4 Quasifermienergien und intrinsische Halbleiter.- 3 Halbleiterwerkstoffe Germanium, Silizium und Galliumarsenid.- 3.1 Eigenschaften der reinen Werkstoffe.- 3.2 Legierungen.- 3.2.1 Flache Störstellen.- 3.2.2 Tiefe Störstellen.- 3.2.3 Silizide.- 3.3 Polykristalline und amorphe Werkstoffe.- 4 Bändermodell von Halbleitern.- 4.1 Kenngrößen des Bändermodells.- 4.2 Besetzungsstatistik und Dotierung.- 4.3 Ladungstransport.- 4.3.1 Chemische Kraft.- 4.3.2 Stromdichtegleichung.- 4.3.3 Beweglichkeit.- 4.3.4 Lawinendurchbruch.- 5 Halbleiterübergänge.- 5.1 Thermisches Gleichgewicht an Halbleiterübergängen.- 5.2 Übergänge zwischen Halbleitern.- 5.2.1 Zusammenhang zwischen Ladung und Bandverlauf.- 5.2.2 Halbleiter-HomoÜbergänge.- 5.2.3 Halbleiter-Heteroübergänge2).- 5.2.4 Grenzflächenladungen2).- 5.3 Übergänge zwischen Halbleitern und Nichthalbleiternx.- 5.3.1 MIS-Übergänge.- 5.3.2 Schottky-Übergänge.- 6 Überschuüladungsträger.- 6.1 Ausgleich unterschiedlicher Ladungsträgerdichten.- 6.1.1 Kontinuitätsgleichung.- 6.1.2 Dielektrische Relaxationszeit.- 6.1.3 Diffusion von Ladungsträgern.- 6.2 Elektron-Loch-Paare.- 6.2.1 Elektronenübergänge im Festkörper.- 6.2.2 Gleichgewicht von Elektronen und Löchern.- 6.2.3 Shockley-Read-Hall-Statistik.- 6.3 Kontinuitätsgleichung mit Generation und Rekombination von Ladungsträgern.- 7 Stromfluü über Barrieren.- 7.1 Energiebarrieren bei Halbleiterübergängen.- 7.2 Stromfluümodelle.- 7.2.1 Diffusionsmodell.- 7.2.2 Thermionische Emission.- 7.2.3 Stromfiuü hinter der Barriere.- 7.3 Vergleich der Stromfluümodelle.- 8 Halbleitertechnologie.- 8.1 Herstellung von Halbleiterscheiben.- 8.1.1 Kristallzucht.- 8.1.2 Epitaxie.- 8.2 Die Planartechnologie.- 8.2.1 Überblick.- 8.2.2 Isolierschichten.- 8.2.3 Metallschichten.- 8.2.4 Polysiliziumschichten.- 8.2.5 Dotierung.- 8.2.6 Lithographie.- 8.2.7 Ätzen.- 8.3 Bonden. Gehäuse und Normen.- 9 Dioden.- 9.1 Energiebarrieren als Bauelemente.- 9.2 Schottky-Dioden.- 9.3 pn-Dioden.- 9.3.1 Elektrische Kenndaten.- 9.3.2 Schaltdioden.- 9.3.3 Zenerdioden.- 9.3.4 pin-Dioden.- 9.3.5 Varaktor-Dioden.- 9.4 MIS-Dioden.- 9.5 Diodenanwendungen.- 10 Transistoren.- 10.1 Steuerbare Energiebarrieren und gesättigte Kennlinien.- 10.2 Bipolare Transistoren.- 10.2.1 Elektrische Kenndaten.- 10.2.2 Hochfrequenztransistoren.- 10.2.3 Schalttransistoren.- 10.2.4 Leistungstransistoren.- 10.3 Sperrschicht-Feldeffekt-Transistorenx.- 10.3.1 Elektrische Kenndaten.- 10.3.2 MESFETs und HEMTs.- 10.4 MOS-Feldeffekt-Transistoren.- 10.4.1 Elektrische Kenndaten.- 10.4.2 Leistungs-MOSFETs.- 10.5 Transistoranwendungen.- 11 Thyristoren.- 11.1 Elektrische Kenndaten.- 11.2 RCTs, DIACs, TRIACs, GTOs.- 12 Integrierte Schaltungen.- 12.1 Bipolare integrierte Schaltungen.- 12.2 Integrierte MOS-Schaltungen.- 13. Wärme in Halbleiterbauelementen.- 13.1 Wärmeentstehung und -ableitung.- 13.2 Sicherer Arbeitsbereich (SOAR).- 14. Rauschen.- 14.1 Rauschquellen.- 14.2 Einfluü auf die Bauelementeigenschaften.- Literatur.- A. Dimensionen und Formelzeichen.- B. Naturkonstanten.- C. Teilchenbewegung und Teilchenstrom.- Cl: Ballistische Bewegung.- C2: Teilchenstromdichte.- C3: Kontinuitätsgleichung.- C4: Raumladungsbegrenzter Strom.- D. Vierpolkoeffizienten.- E. Englische Fachausdrücke.- F. Gehäusetypen von Halbleiterbauelementen.- Stichwortverzeichnis.