第1章 星火燎原——集成電路技術(shù)概述 001
1.1 集成電路技術(shù)的發(fā)展歷程 002
1.2 集成電路基本概念 007
1.2.1 集成電路關(guān)鍵詞 007
1.2.2 集成電路分類 008
1.3 集成電路技術(shù)的生命力 010
1.3.1 半導(dǎo)體材料技術(shù)的突飛 010
1.3.2 集成電路工藝技術(shù)的猛進(jìn) 014
1.3.3 集成電路技術(shù)向其他學(xué)科的滲透 014
習(xí)題 016
拓展學(xué)習(xí) 016

第2章 電子世界的基石——半導(dǎo)體物理 017
2.1 半導(dǎo)體材料的構(gòu)成 018
2.2 半導(dǎo)體材料的晶體結(jié)構(gòu) 019
2.2.1 晶體結(jié)構(gòu)概述 019
2.2.2 單晶硅的晶體結(jié)構(gòu) 020
2.2.3 晶向及晶面 022
2.3 本征半導(dǎo)體 024
2.4 能級及能帶 025
2.4.1 量子態(tài)和孤立原子的能級 025
2.4.2 能帶的形成 026
2.4.3 固體材料的能帶 028
2.5 本征載流子濃度 029
2.6 雜質(zhì)半導(dǎo)體及載流子濃度 031
2.6.1 雜質(zhì)半導(dǎo)體 031
2.6.2 雜質(zhì)半導(dǎo)體載流子濃度 034
2.6.3 雜質(zhì)補(bǔ)償 036
2.7 載流子的輸運(yùn)現(xiàn)象 038
2.7.1 熱運(yùn)動 038
2.7.2 漂移運(yùn)動 038
2.7.3 擴(kuò)散運(yùn)動 042
2.7.4 電流密度方程與愛因斯坦關(guān)系式 043
習(xí)題 045
拓展學(xué)習(xí) 045

第3章 集成電路的積木——半導(dǎo)體器件 046
3.1 PN結(jié) 047
3.1.1 熱平衡PN結(jié) 047
3.1.2 平衡費(fèi)米能級和內(nèi)建電勢 048
3.1.3 理想PN結(jié)的伏安特性 049
3.1.4 PN結(jié)的擊穿 053
3.1.5 PN結(jié)的電容效應(yīng) 054
3.2 雙極晶體管 055
3.2.1 晶體管的結(jié)構(gòu)及類型 055
3.2.2 晶體管內(nèi)的載流子輸運(yùn) 056
3.2.3 晶體管的電流放大系數(shù) 057
3.2.4 晶體管的直流特性曲線 058
3.2.5 晶體管的反向漏電流和反向擊穿 060
3.2.6 晶體管的頻率特性 060
3.3 MOSFET 061
3.3.1 MOSFET的基本結(jié)構(gòu) 061
3.3.2 MIS結(jié)構(gòu)及其特性 062
3.3.3 MOSFET的閾值電壓 065
3.3.4 MOSFET的直流特性 065
3.3.5 MOSFET的分類 068
習(xí)題 069
拓展學(xué)習(xí) 069

第4章 “高樓大廈”平地起——集成電路制造工藝技術(shù) 070
4.1 集成電路制造工藝特點(diǎn) 071
4.2 基本單步工藝技術(shù) 073
4.2.1 拍照技術(shù)——光刻 073
4.2.2 溝槽技術(shù)——刻蝕 076
4.2.3 摻雜技術(shù)——擴(kuò)散與離子注入 077
4.2.4 薄膜技術(shù)——淀積與氧化 080
4.2.5 拋光技術(shù)——化學(xué)機(jī)械拋光 082
4.2.6 新型微納加工技術(shù)——納米壓印 085
4.3 工藝集成技術(shù) 089
4.3.1 BJT工藝流程 089
4.3.2 CMOS工藝流程 091
4.3.3 VDMOS工藝流程 100
4.4 基于EDA工具的工藝模擬仿真 101
4.4.1 工藝模擬仿真工具 101
4.4.2 MOSFET工藝模擬實(shí)例 102
習(xí)題 113
拓展學(xué)習(xí) 113

第5章 想法照進(jìn)現(xiàn)實(shí)——集成電路設(shè)計(jì) 114
5.1 集成電路概述 115
5.2 集成電路設(shè)計(jì) 117
5.2.1 集成電路按功能的分類 117
5.2.2 模擬集成電路設(shè)計(jì) 119
5.2.3 數(shù)字集成電路設(shè)計(jì) 121
5.3 集成電路設(shè)計(jì)工具EDA 122
5.3.1 全球EDA格局 123
5.3.2 我國EDA發(fā)展 124
5.4 基于EDA工具的CMOS反相器的設(shè)計(jì)實(shí)例 126
5.4.1 CMOS反相器原理基本介紹 126
5.4.2 反相器電路設(shè)計(jì) 126
5.4.3 反相器電路仿真 129
5.4.4 反相器版圖繪制 131
5.4.5 反相器版圖驗(yàn)證 135
習(xí)題 141
拓展學(xué)習(xí) 141

第6章 披袍擐甲——集成電路封測技術(shù) 142
6.1 封裝概述 143
6.1.1 封裝的概念 143
6.1.2 封裝的作用及要求 143
6.1.3 封裝的分類 144
6.2 芯片互連技術(shù) 145
6.2.1 引線鍵合 145
6.2.2 載帶自動焊 146
6.2.3 倒裝焊 146
6.3 典型封裝技術(shù) 147
6.3.1 DIP、SIP和PGA——插孔式封裝 147
6.3.2 QFP、SOP和BGA——表面貼裝式封裝 147
6.3.3 CSP——芯片級封裝 148
6.4 封裝工藝流程 149
6.5 封裝工藝實(shí)例 152
6.5.1 DIP實(shí)例 152
6.5.2 BGA實(shí)例 156
6.6 3D封裝技術(shù) 159
6.7 集成電路測試技術(shù) 162
6.7.1 可靠性測試 162
6.7.2 電學(xué)特性測試 165
6.7.3 測試技術(shù)趨勢 167
習(xí)題 168
拓展學(xué)習(xí) 168

第7章 在路上——半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展 169
7.1 半導(dǎo)體供應(yīng)鏈 170
7.1.1 制造設(shè)備供應(yīng) 170
7.1.2 國產(chǎn)制造設(shè)備發(fā)展 171
7.1.3 材料供應(yīng) 171
7.2 第三代半導(dǎo)體“彎道超車” 174
7.2.1 SiC功率電子器件 174
7.2.2 GaN功率電子器件 176
7.3 MEMS技術(shù) 178
7.3.1 MEMS概述 178
7.3.2 MEMS發(fā)展 179
7.3.3 MEMS工藝 180
7.3.4 MEMS典型產(chǎn)品實(shí)例 181
習(xí)題 184
拓展學(xué)習(xí) 184

參考文獻(xiàn) 185