微電子學概論（第3版）/高等院校微電子專業叢書·普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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編輯推薦

　　本書是“高等院校微電子專業叢書”之一，全書共分12個章節，主要對微電子學概論知識作瞭介紹，具體內容包括半導體物理和器件物理基礎、大規模集成電路基礎、集成電路製造工藝、集成電路設計的EDA係統、微電子技術發展的規律和趨勢等。該書可供各大專院校作為教材使用，也可供從事相關工作的人員作為參考用書使用。

內容簡介

　　《微電子學概論(第3版)》是在2000年1月北京大學齣版社齣版的《微電子學概論》一書的基礎上形成的。《微電子學概論(第3版)》主要介紹瞭微電子技術的發展曆史，半導體物理和器件物理基礎知識，集成電路及s0C的製造、設計以及計算機輔助設計技術基礎，光電子器件，微機電係統技術、半導體材料、封裝技術知識，最後給齣瞭微電子技術發展的一些規律和展望。《微電子學概論(第3版)》的特點是讓外行的人能夠看懂，通過閱讀這《微電子學概論(第3版)》能夠對微電子學能有一個總體的、全麵的瞭解；同時讓內行的人讀完之後不覺得膚淺，體現齣瞭微電子學發展極為迅速的特點，將微電子學領域中的一些最新觀點、最新成果涵蓋其中。
　　《微電子學概論(第3版)》可以作為微電子專業以及電子科學與技術、計算機科學與技術等相關專業的本科生和研究生的教材或教學參考書，同時也可以作為從事微電子或電子信息技術領域工作的科研開發人員、項目管理人員全麵瞭解微電子技術的參考資料。

內頁插圖

目錄

第一章 緒論
1.1 晶體管的發明
1.2 集成電路的發展曆史
1.3 集成電路的分類
1.3.1 按器件結構類型分類
1.3.2 按集成電路規模分類
1.3.3 按結構形式分類
1.3.4 按電路功能分類
1.3.5 集成電路的分類小結
1.4 微電子學的特點

第二章 半導體物理和器件物理基礎
2.1 半導體及其基本特性
2.1.1 金屬-半導體-絕緣體
2.1.2 半導體的摻雜
2.2 半導體中的載流子
2.2.1 半導體中的能帶
2.2.2 多子和少子的熱平衡
2.2.3 電子的平衡統計規律
2.3 半導體的電導率和載流子輸運
2.3.1 遷移率
2.3.2 過剩載流子
2.4 pn結
2.4.1 平衡pn結
2.4.2 pn結的正嚮特性
2.4.3 pn結的反嚮特性
2.4.4 pn結的擊穿
2.4.5 pn結的電容
2.5 雙極晶體管
2.5.1 雙極晶體管的基本結構
2.5.2 晶體管的電流傳輸
2.5.3 晶體管的電流放大係數
2.5.4 晶體管的直流特性麯綫
2.5.5 晶體管的反嚮電流與擊穿電壓
2.5.6 晶體管的頻率特性
2.6 MOS場效應晶體管
2.6.1 MOS場效應晶體管的基本結構
2.6.2 MIS結構
2.6.3 MOS場效應晶體管的直流特性
2.6.4 MOS場效應晶體管的種類
2.6.5 MOS場效應晶體管的電容

第三章 大規模集成電路基礎
3.1 半導體集成電路概述
3.2 CMOS集成電路基礎
3.2.1 集成電路中的MOSFET
3.2.2 MOS數字集成電路
3.2.3 CMOS集成電路
3.3 半導體存儲器集成電路
3.3.1 存儲器的種類和基本結構
3.3.2 隨機存取存儲器(RAM)
3.3.3 掩模隻讀存儲器(ROM)
3.3.4 可編程隻讀存儲器PROM

第四章 集成電路製造工藝
4.1 材料膜的生長——化學氣相澱積（CVD）
4.1.1 化學氣相澱積方法
4.1.2 單晶矽的化學氣相澱積（外延）
4.1.3 二氧化矽的化學氣相澱積
4.1.4 多晶矽的化學氣相澱積
4.1.5 氮化矽的化學氣相澱積
4.1.6 金屬有機物化學氣相澱積（MOCVD）
4.2 二氧化矽材料的特有生長方法——氧化
4.2.1 SiO2的性質及其作用
4.2.2 熱氧化形成SiO2的機理
4.2.3 氧化形成SiO2的方法
4.3 材料膜的生長——物理氣相澱積
4.4 嚮襯底材料的圖形轉移——光刻
4.4.1 光刻工藝簡介
4.4.2 幾種常見的光刻方法
4.4.3 超細綫條光刻技術
4.5 材料膜的選擇性去除——刻蝕
4.6 擴散與離子注入
4.6.1 擴散
4.6.2 擴散工藝
4.6.3 離子注入
4.6.4 離子注入原理
4.6.5 退火
4.7 接觸與互連
4.7.1 CMP（化學機械拋光）
4.7.2 Cu互連的大馬士革工藝
4.7.3 難熔金屬矽化物柵及其復閤結構
4.7.4 多層互連
4.8 隔離技術
4.9 MOS集成電路工藝流程
4.10 集成電路工藝小結

第五章 半導體材料
5.1 引言
5.2 半導體材料基礎
5.2.1 材料的晶體結構
5.2.2 化學鍵和固體的結閤
5.2.3 能帶論
5.2.4 晶體的缺陷
5.2.5 晶體的摻雜
5.3 襯底材料
5.3.1 Si材料
5.3.2 GeSi材料
5.3.3 應變Si材料
5.3.4 SOI材料
5.3.5 GaN材料
5.4 柵結構材料
5.4.1 柵電極材料
5.4.2 柵絕緣介質材料
5.5 源漏材料
5.6 存儲電容材料
5.6.1 DRAM存儲電容材料
5.6.2 閃速存儲器（Flash）
5.6.3 非揮發性鐵電存儲器（FeRAM）
5.6.4 磁隨機存儲器（MRAM）
5.6.5 相變存儲器（PCRAM）
5.6.6 電阻式存儲器（RRAM）
5.7 互連材料

第六章 集成電路設計
6.1 集成電路的設計特點與設計信息描述
6.1.1 設計特點
6.1.2 設計信息描述
6.2 集成電路的設計流程
6.2.1 功能設計
6.2.2 邏輯與電路設計
6.2.3 版圖設計
6.3 集成電路的版圖設計規則
6.3.1 以λ為單位的設計規則
6.3.2 以um為單位的設計規則
6.4 集成電路的設計方法
6.4.1 集成電路的設計方法選擇
6.4.2 全定製設計方法
6.4.3 標準單元設計方法（SC方法）和積木塊設計方法（BBL方法）
6.4.4 門陣列設計方法（GA方法）
6.4.5 可編程邏輯電路設計方法
6.5 幾種集成電路設計方法的比較
6.6 可測性設計技術
……

第七章 集成電路設計的EDA係統
第八章 係統芯片(SOC)設計
第九章 光電子器件
第十章 微機電係統
第十一章 集成電路封裝
第十二章 微電子技術發展的規律和趨勢
附錄A
附錄B

精彩書摘

　　1931年，英國物理學傢威爾遜（H.A.Wilson）對固體提齣瞭一個量子力學模型，即能帶理論，該理論將半導體的許多性質聯係在一起，較好地解釋瞭半導體的電阻負溫度係數和光電導現象。1939年，前蘇聯物理學傢達維多夫、英國物理學傢莫特、德國物理學傢肖特基各自提齣並建立瞭解釋金屬-半導體接觸整流作用的理論，同時達維多夫還認識到半導體中少數載流子的重要性。此時，普渡大學和康乃爾大學的科學傢也發明瞭純淨晶體的生長技術和摻雜技術，為進一步開展半導體研究提供瞭良好的材料保證。
　　在需求方麵，由於20世紀初電子管技術的迅速發展，曾經使晶體探測器失去優勢。然而在第二次世界大戰期間，雷達的齣現使高頻探測成為一個重要問題，電子管不僅無法滿足這一要求，而且在移動式軍用器械和設備上使用也極其不便和不可靠。這樣，晶體管探測器的研究重新得到關注，又加上前麵提到的半導體理論和技術方麵的一係列重大突破，為晶體管發明提供瞭理論及實踐上的準備。
　　正是在這種情況下，1946年1月，基於多年利用量子力學對固體性質和晶體探測器的研究以及對純淨晶體生長和摻雜技術的掌握，Bell實驗室正式成立瞭固體物理研究小組及冶金研究小組，其中固體物理小組由肖剋萊（William Schokley）領導，成員包括理論物理學傢巴丁（John Bardeen）和實驗物理學傢布拉頓（Wailter Houser Brattain）等人。該研究小組的主要工作是組織固體物理研究項目，“尋找物理和化學方法控製構成固體的原子和電子的排列和行為，以産生新的有用的性質”，在係統的研究過程中，肖剋萊發展瞭威爾遜的工作，預言通過場效應可以實現放大器；巴丁成功地提齣瞭錶麵態理論，開闢瞭新的研究思路，兼之他對電子運動規律的不斷探索，經過無數次實驗，第一個點接觸型晶體管終於在1947年12月誕生。世界上第一個晶體管誕生的具體過程如下：
　　首先，肖剋萊提齣瞭一個假說，認為半導體錶麵存在一個與錶麵俘獲電荷相等而符號相反的空間電荷層，使半導體錶麵與內部體區形成一定的電勢差，該電勢差決定瞭半導體的整流功能；通過電場改變空間電荷層電荷會導緻錶麵電流改變，産生放大作用。為瞭直接檢驗這一假說，布拉頓設計瞭一個類似光生伏特實驗的裝置，測量接觸電勢差在光照射下的變化。

前言/序言

　　這本書的三位作者都是北京大學的青年教師，也都是我和韓汝琦教授的學生。為他們即將齣版的書寫序言，自然有一番格外的喜悅。江山代代自有人纔齣，這原是客觀規律，隻有後浪推前浪，纔能形成“不盡長江滾滾來”。
　　微電子科學技術和産業發展的重要性，首先錶現在當代的食物鏈上，即國內生産總産值（GDP）每增加100～300元，就必須有10元電子工業和1元集成電路産值的支持。而且據相關數據錶明，發達國傢或是走嚮發達的國傢過程中，在經濟增長方麵都有這樣一條規律：電子工業産值的增長速率是GNP增長速率的3倍，微電子産業的增長速率又是電子工業增長速率的2倍。因此可以毫不誇張地說，誰不掌握微電子技術，誰就不可能成為真正意義上的經濟大國，對於像我們這樣一個社會主義大國更是如此。
　　發展微電子産業和微電子科學技術的關鍵在於培養高素質的人纔，因此讓廣大理工科特彆是信息技術學科的大學生掌握微電子的相關知識是十分重要的，由張興、黃如、劉曉彥三位年輕教授編著的《微電子學概論》正是齣於此目的，為非微電子專業的學生講授關於微電子的相關基礎知識，這必將有助於培養齣更多的微電子發展綜閤人纔，促進我國微電子産業規模和科學技術水平的提高。
　　如何組織這些相關知識，還有待於在實踐中探索研究。我個人認為還是要包含微電子科學技術的主要內容，包括半導體器件物理、係統行為級的設計考慮、製造過程、測試封裝的關鍵技術以及發展方嚮，如目前發展潛力巨大的微機電係統技術等等，並且應當把“Top to Down”的設計方法學作為重點內容之一。
　　我相信，在他們三位的努力下，《微電子學概論》這本書的質量一定會越來越好。我期待著《微電子學概論》早日齣版，盡快與廣大讀者見麵，使更多的人從中受益。

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4.2.2 熱氧化形成SiO2的機理

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2.5.1 雙極晶體管的基本結構

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第一章 緒論

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2.3.1 遷移率

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5.3.3 應變Si材料

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4.6 擴散與離子注入

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4.9 MOS集成電路工藝流程

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第一章 緒論

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