微電子學(xué)概論（第3版）/高等院校微電子專業(yè)叢書·普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材
定 價：42 元
叢書名：高等院校微電子專業(yè)叢書
- 作者：張興 ，黃如 ，劉曉彥 著
- 出版時間：2010/2/1
- ISBN：9787301168790
- 出 版 社：北京大學(xué)出版社
- 中圖法分類：TN4
- 頁碼：356
- 紙張：膠版紙
- 版次：3
- 開本：16開
《微電子學(xué)概論(第3版)》是在2000年1月北京大學(xué)出版社出版的《微電子學(xué)概論》一書的基礎(chǔ)上形成的�！段㈦娮訉W(xué)概論(第3版)》主要介紹了微電子技術(shù)的發(fā)展歷史，半導(dǎo)體物理和器件物理基礎(chǔ)知識，集成電路及s0C的制造、設(shè)計以及計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)基礎(chǔ)，光電子器件，微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)、半導(dǎo)體材料、封裝技術(shù)知識，最后給出了微電子技術(shù)發(fā)展的一些規(guī)律和展望�！段㈦娮訉W(xué)概論(第3版)》的特點(diǎn)是讓外行的人能夠看懂，通過閱讀這《微電子學(xué)概論(第3版)》能夠?qū)ξ㈦娮訉W(xué)能有一個總體的、全面的了解；同時讓內(nèi)行的人讀完之后不覺得膚淺，體現(xiàn)出了微電子學(xué)發(fā)展極為迅速的特點(diǎn)，將微電子學(xué)領(lǐng)域中的一些最新觀點(diǎn)、最新成果涵蓋其中。
《微電子學(xué)概論(第3版)》可以作為微電子專業(yè)以及電子科學(xué)與技術(shù)、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等相關(guān)專業(yè)的本科生和研究生的教材或教學(xué)參考書，同時也可以作為從事微電子或電子信息技術(shù)領(lǐng)域工作的科研開發(fā)人員、項(xiàng)目管理人員全面了解微電子技術(shù)的參考資料。
本書是“高等院校微電子專業(yè)叢書”之一，全書共分12個章節(jié)，主要對微電子學(xué)概論知識作了介紹，具體內(nèi)容包括半導(dǎo)體物理和器件物理基礎(chǔ)、大規(guī)模集成電路基礎(chǔ)、集成電路制造工藝、集成電路設(shè)計的EDA系統(tǒng)、微電子技術(shù)發(fā)展的規(guī)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(guān)工作的人員作為參考用書使用。
這本書的三位作者都是北京大學(xué)的青年教師，也都是我和韓汝琦教授的學(xué)生。為他們即將出版的書寫序言，自然有一番格外的喜悅。江山代代自有人才出，這原是客觀規(guī)律，只有后浪推前浪，才能形成“不盡長江滾滾來”。
微電子科學(xué)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要性，首先表現(xiàn)在當(dāng)代的食物鏈上，即國內(nèi)生產(chǎn)總產(chǎn)值（GDP）每增加100～300元，就必須有10元電子工業(yè)和1元集成電路產(chǎn)值的支持。而且據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，發(fā)達(dá)國家或是走向發(fā)達(dá)的國家過程中，在經(jīng)濟(jì)增長方面都有這樣一條規(guī)律：電子工業(yè)產(chǎn)值的增長速率是GNP增長速率的3倍，微電子產(chǎn)業(yè)的增長速率又是電子工業(yè)增長速率的2倍。因此可以毫不夸張地說，誰不掌握微電子技術(shù)，誰就不可能成為真正意義上的經(jīng)濟(jì)大國，對于像我們這樣一個社會主義大國更是如此。
發(fā)展微電子產(chǎn)業(yè)和微電子科學(xué)技術(shù)的關(guān)鍵在于培養(yǎng)高素質(zhì)的人才，因此讓廣大理工科特別是信息技術(shù)學(xué)科的大學(xué)生掌握微電子的相關(guān)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(xué)概論》正是出于此目的，為非微電子專業(yè)的學(xué)生講授關(guān)于微電子的相關(guān)基礎(chǔ)知識，這必將有助于培養(yǎng)出更多的微電子發(fā)展綜合人才，促進(jìn)我國微電子產(chǎn)業(yè)規(guī)模和科學(xué)技術(shù)水平的提高。
如何組織這些相關(guān)知識，還有待于在實(shí)踐中探索研究。我個人認(rèn)為還是要包含微電子科學(xué)技術(shù)的主要內(nèi)容，包括半導(dǎo)體器件物理、系統(tǒng)行為級的設(shè)計考慮、制造過程、測試封裝的關(guān)鍵技術(shù)以及發(fā)展方向，如目前發(fā)展?jié)摿薮蟮奈C(jī)電系統(tǒng)技術(shù)等等，并且應(yīng)當(dāng)把“Top to Down”的設(shè)計方法學(xué)作為重點(diǎn)內(nèi)容之一。
我相信，在他們?nèi)坏呐ο�，《微電子學(xué)概論》這本書的質(zhì)量一定會越來越好。我期待著《微電子學(xué)概論》早日出版，盡快與廣大讀者見面，使更多的人從中受益。
第一章 緒論
1.1 晶體管的發(fā)明
1.2 集成電路的發(fā)展歷史
1.3 集成電路的分類
1.3.1 按器件結(jié)構(gòu)類型分類
1.3.2 按集成電路規(guī)模分類
1.3.3 按結(jié)構(gòu)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(jié)
1.4 微電子學(xué)的特點(diǎn)
第二章 半導(dǎo)體物理和器件物理基礎(chǔ)
2.1 半導(dǎo)體及其基本特性
2.1.1 金屬-半導(dǎo)體-絕緣體
2.1.2 半導(dǎo)體的摻雜
2.2 半導(dǎo)體中的載流子
2.2.1 半導(dǎo)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(tǒng)計規(guī)律
2.3 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn)
2.3.1 遷移率
2.3.2 過剩載流子
2.4 pn結(jié)
2.4.1 平衡pn結(jié)
2.4.2 pn結(jié)的正向特性
2.4.3 pn結(jié)的反向特性
2.4.4 pn結(jié)的擊穿
2.4.5 pn結(jié)的電容
2.5 雙極晶體管
2.5.1 雙極晶體管的基本結(jié)構(gòu)
2.5.2 晶體管的電流傳輸
2.5.3 晶體管的電流放大系數(shù)
2.5.4 晶體管的直流特性曲線
2.5.5 晶體管的反向電流與擊穿電壓
2.5.6 晶體管的頻率特性
2.6 MOS場效應(yīng)晶體管
2.6.1 MOS場效應(yīng)晶體管的基本結(jié)構(gòu)
2.6.2 MIS結(jié)構(gòu)
2.6.3 MOS場效應(yīng)晶體管的直流特性
2.6.4 MOS場效應(yīng)晶體管的種類
2.6.5 MOS場效應(yīng)晶體管的電容
第三章 大規(guī)模集成電路基礎(chǔ)
3.1 半導(dǎo)體集成電路概述
3.2 CMOS集成電路基礎(chǔ)
3.2.1 集成電路中的MOSFET
3.2.2 MOS數(shù)字集成電路
3.2.3 CMOS集成電路
3.3 半導(dǎo)體存儲器集成電路
3.3.1 存儲器的種類和基本結(jié)構(gòu)
3.3.2 隨機(jī)存取存儲器(RAM)
3.3.3 掩模只讀存儲器(ROM)
3.3.4 可編程只讀存儲器PROM
第四章 集成電路制造工藝
4.1 材料膜的生長——化學(xué)氣相淀積（CVD）
4.1.1 化學(xué)氣相淀積方法
4.1.2 單晶硅的化學(xué)氣相淀積（外延）
4.1.3 二氧化硅的化學(xué)氣相淀積
4.1.4 多晶硅的化學(xué)氣相淀積
4.1.5 氮化硅的化學(xué)氣相淀積
4.1.6 金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積（MOCVD）
4.2 二氧化硅材料的特有生長方法——氧化
4.2.1 SiO2的性質(zhì)及其作用
4.2.2 熱氧化形成SiO2的機(jī)理
4.2.3 氧化形成SiO2的方法
4.3 材料膜的生長——物理氣相淀積
4.4 向襯底材料的圖形轉(zhuǎn)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(xì)線條光刻技術(shù)
4.5 材料膜的選擇性去除——刻蝕
4.6 擴(kuò)散與離子注入
4.6.1 擴(kuò)散
4.6.2 擴(kuò)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(xué)機(jī)械拋光）
4.7.2 Cu互連的大馬士革工藝
4.7.3 難熔金屬硅化物柵及其復(fù)合結(jié)構(gòu)
4.7.4 多層互連
4.8 隔離技術(shù)
4.9 MOS集成電路工藝流程
4.10 集成電路工藝小結(jié)
第五章 半導(dǎo)體材料
5.1 引言
5.2 半導(dǎo)體材料基礎(chǔ)
5.2.1 材料的晶體結(jié)構(gòu)
5.2.2 化學(xué)鍵和固體的結(jié)合
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(yīng)變Si材料
5.3.4 SOI材料
5.3.5 GaN材料
5.4 柵結(jié)構(gòu)材料
5.4.1 柵電極材料
5.4.2 柵絕緣介質(zhì)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(fā)性鐵電存儲器（FeRAM）
5.6.4 磁隨機(jī)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(shè)計
6.1 集成電路的設(shè)計特點(diǎn)與設(shè)計信息描述
6.1.1 設(shè)計特點(diǎn)
6.1.2 設(shè)計信息描述
6.2 集成電路的設(shè)計流程
6.2.1 功能設(shè)計
6.2.2 邏輯與電路設(shè)計
6.2.3 版圖設(shè)計
6.3 集成電路的版圖設(shè)計規(guī)則
6.3.1 以λ為單位的設(shè)計規(guī)則
6.3.2 以um為單位的設(shè)計規(guī)則
6.4 集成電路的設(shè)計方法
6.4.1 集成電路的設(shè)計方法選擇
6.4.2 全定制設(shè)計方法
6.4.3 標(biāo)準(zhǔn)單元設(shè)計方法（SC方法）和積木塊設(shè)計方法（BBL方法）
6.4.4 門陣列設(shè)計方法（GA方法）
6.4.5 可編程邏輯電路設(shè)計方法
6.5 幾種集成電路設(shè)計方法的比較
6.6 可測性設(shè)計技術(shù)
……
第七章 集成電路設(shè)計的EDA系統(tǒng)
第八章 系統(tǒng)芯片(SOC)設(shè)計
第九章 光電子器件
第十章 微機(jī)電系統(tǒng)
第十一章 集成電路封裝
第十二章 微電子技術(shù)發(fā)展的規(guī)律和趨勢
附錄A
附錄B
1931年，英國物理學(xué)家威爾遜（H.A.Wilson）對固體提出了一個量子力學(xué)模型，即能帶理論，該理論將半導(dǎo)體的許多性質(zhì)聯(lián)系在一起，較好地解釋了半導(dǎo)體的電阻負(fù)溫度系數(shù)和光電導(dǎo)現(xiàn)象。1939年，前蘇聯(lián)物理學(xué)家達(dá)維多夫、英國物理學(xué)家莫特、德國物理學(xué)家肖特基各自提出并建立了解釋金屬-半導(dǎo)體接觸整流作用的理論，同時達(dá)維多夫還認(rèn)識到半導(dǎo)體中少數(shù)載流子的重要性。此時，普渡大學(xué)和康乃爾大學(xué)的科學(xué)家也發(fā)明了純凈晶體的生長技術(shù)和摻雜技術(shù)，為進(jìn)一步開展半導(dǎo)體研究提供了良好的材料保證。
在需求方面，由于20世紀(jì)初電子管技術(shù)的迅速發(fā)展，曾經(jīng)使晶體探測器失去優(yōu)勢。然而在第二次世界大戰(zhàn)期間，雷達(dá)的出現(xiàn)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(shè)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(guān)注，又加上前面提到的半導(dǎo)體理論和技術(shù)方面的一系列重大突破，為晶體管發(fā)明提供了理論及實(shí)踐上的準(zhǔn)備。
正是在這種情況下，1946年1月，基于多年利用量子力學(xué)對固體性質(zhì)和晶體探測器的研究以及對純凈晶體生長和摻雜技術(shù)的掌握，Bell實(shí)驗(yàn)室正式成立了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克萊（William Schokley）領(lǐng)導(dǎo)，成員包括理論物理學(xué)家巴�。↗ohn Bardeen）和實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家布拉頓（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(xiàng)目，“尋找物理和化學(xué)方法控制構(gòu)成固體的原子和電子的排列和行為，以產(chǎn)生新的有用的性質(zhì)”，在系統(tǒng)的研究過程中，肖克萊發(fā)展了威爾遜的工作，預(yù)言通過場效應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)放大器；巴丁成功地提出了表面態(tài)理論，開辟了新的研究思路，兼之他對電子運(yùn)動規(guī)律的不斷探索，經(jīng)過無數(shù)次實(shí)驗(yàn)，第一個點(diǎn)接觸型晶體管終于在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，肖克萊提出了一個假說，認(rèn)為半導(dǎo)體表面存在一個與表面俘獲電荷相等而符號相反的空間電荷層，使半導(dǎo)體表面與內(nèi)部體區(qū)形成一定的電勢差，該電勢差決定了半導(dǎo)體的整流功能；通過電場改變空間電荷層電荷會導(dǎo)致表面電流改變，產(chǎn)生放大作用。為了直接檢驗(yàn)這一假說，布拉頓設(shè)計了一個類似光生伏特實(shí)驗(yàn)的裝置，測量接觸電勢差在光照射下的變化。
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