序言
自1947 年貝爾電話實驗室研究團隊(現在為諾基亞貝爾實驗室)發現電晶體效應以來,半導體元件領域快速成長。隨著此領域的發展,半導體元件的文獻逐漸增加並呈現多元化,要吸收這方面的大量資訊,需要一本完整介紹元件物理及操作原理的書籍。
第一版、第二版與第三版的Physics of Semiconductor devices(《半導體元件物理學》)分別在1969 年、1991 年與2007 年發行以符合如此的需求。令人驚訝的是,本書長期以來一直為主修應用物理、電機與電子工程,以及材料科學的大學研究生的主要教科書之一。由於本書包括許多在材料參數及元件物理上的有用資訊,因此也適合研究與發展半導體元件的工程師及科學家們當作主要參考資料。直到目前為止,本書仍為被引用最多次的書籍之一,在當代工程以及應用科學領域上,已被引用超過55,000 次 (Google Scholar)(編按:本書於中文版翻譯完成時,引用次數已超過63,800 次)。
自從本書上一版在2007 年出版後,已有超過1,000,000 篇與半導體元件的相關論文被發表,並且在元件概念及性能上有許多突破,顯然需要推出更新版以繼續達到本書的功能。在第四版的Physics of Semiconductor devices 中,有超過50% 的材料資訊已經被校正或是被更新,並將這些材料資訊全部重新整理。我們保留了基本的元件物理,加上許多當代感興趣的元件,例如負電容、穿隧場效電晶體、多層單元與三維的快閃記憶體、氮化鎵調變摻雜場效電晶體、中間能帶太陽能電池、發射極關閉晶閘管、晶格—溫度方程式等,亦在每章後增加大量問題集,幫助整合主題的發展,而某些問題可以在課堂上作為教學範例。
在撰寫這本書的過程中,我們有幸得到許多人的幫助及支持。首先,我們對於自己所屬的學術單位國立陽明交通大學表示謝意,沒有學校的支持,本書將無法完成;也感謝台灣高等教育深耕計畫第2 部分—特色領域研究中心—毫米波智慧雷達系統與技術研究中心與交大思源基金會在經費上的資助。
以下學者在百忙中花了不少時間校閱本書並提供建議, 使我們獲益良多, 績效屬於下列學者:M. Ancona, T.-C. Chang, C.-H. Chaing, Y.-S. Chauhan, K. Endo, M.-Y. Lee, Y.-J. Lee, P.-T. Liu, T. Matsuoka, M. Meyyappan, N. Mori, S. Samukawa, A. Schenk, N. M. Shrestha, P.-H. Su, T. Tanaka, V. Rajagopal Reddy, 以及 D. Vasileska. 我們也感謝各期刊以及作者允許我們重製並引用他們的原始圖。
我們很高興地感謝C.-H. Chen, C.-Y. Chen, S. R. Kola, Y.-C. Lee, C.-C. Liu, W.-L. Sung, N. Thoti 及Y.-C. Tsai 等協助製備這份原稿。我們更進一步地感謝 Min-Hui Chuang, Norman Erdos 及Ju-Min Hsu 協助整原稿的技術編輯。在John Wiley 以及 Sons,感謝Sarah Keegan 鼓勵我們進行這個計畫。
最後,對我們的妻子Therese Sze 以及Linda Ng 在寫作這本書過程的支持及幫助表示謝意。本書作者李義明教授將本書獻給他的母親黃葱女士,黃女士於2019 年6 月過世。
施敏
台灣 新竹
李義明
台灣 新竹
伍國珏
美國 北卡羅來納州 教堂山
2020 年2 月