三維集成電路設計 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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美華斯利斯，美伊比，繆旻，於民，金玉豐 著

圖書標籤:

• 三維集成電路
• 3D IC
• 集成電路設計
• 半導體
• 電子工程
• 微電子學
• 封裝技術
• TSV
• 異構集成
• 先進封裝

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111433514

商品編碼：29729402264

包裝：平裝

齣版時間：2013-09-01

基本信息

書名:三維集成電路設計

：58.00元

售價：39.4元,便宜18.6元,摺扣67

作者:(美)華斯利斯,(美)伊比,繆旻,於民,金玉豐

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2013-09-01

ISBN：9787111433514

字數：311000

頁碼：209

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.322kg

編輯推薦

內容提要

在21世紀的前十年結束時，基於三維集成技術的“摩爾定律”時代就悄然來臨瞭。具備多個有源器件平麵的三維集成電路(3一DIc)，有望提供結構緊湊、布綫靈活、傳輸高速化且通道數多的互連結構，從而為Ic設計者們提供突破“互連瓶頸”的有效手段，而且還能夠有效集成各種異質材料、器件和信號處理形式，成為三維集成技術發展的主要方嚮之一。本書是世界上三維集成電路設計方麵的本專著，既有一定的理論深度，又有較高的可讀性。它係統、嚴謹地闡釋瞭集成電路三維集成的設計技術基礎，包括3一DIC係統的工藝、互連建模、設計與優化、熱管理、3一D電路架構以及相應的案例研究，提齣瞭可以高效率解決特定設計問題的解決方案，並給齣瞭設計方麵的指南。

本書是一本的技術參考書，適用的讀者範圍包括：超大規模集成電路(VLSI)設計工程師，微處理器和係統級芯片的設計者以及相關電子設計自動化(EDA)軟件的開發者，微機電及微係統集成方麵的設計開發者，以及微電子行業中對未來技術走嚮高度敏感的管理者和投資者。本書也可以作為相關專業研究生的教材和教師的教輔參考書籍。

目錄

作者介紹

文摘

序言

《微納加工與器件製造》 本書將帶領讀者深入探索微電子和納米電子領域的核心技術——微納加工與器件製造。這是一門集物理、化學、材料科學、工程學於一體的交叉學科，其發展水平直接關乎著集成電路、傳感器、顯示技術、生物醫療器械等眾多前沿科技的進步。本書旨在係統、全麵地介紹這一領域的關鍵原理、常用工藝、設備及其在實際器件製造中的應用，為相關領域的科研人員、工程師、研究生及高年級本科生提供一份紮實的理論基礎和實踐指導。 第一部分：微納加工基礎理論 本部分將從微納加工的基本概念入手，循序漸進地闡述其核心要素。 1.1 微納加工概述： 介紹微納加工的定義、發展曆程、重要性及其在現代科技中的廣泛應用。我們將追溯其起源，從早期的機械加工到如今的亞微米、納米尺度製造，強調技術進步對社會發展的推動作用。討論微納加工所麵臨的挑戰，如精度控製、成本效益、環境影響等。 1.2 材料與襯底： 詳細介紹微納加工中常用的材料，包括矽、砷化鎵、氮化鎵等半導體材料，以及各種絕緣材料（如二氧化矽、氮化矽）和導電材料（如金屬、多晶矽）。重點闡述不同材料的物理化學性質、電學特性及其在特定工藝中的選擇依據。同時，深入探討襯底材料（如矽片、藍寶石襯底）的製備、錶麵處理技術，以及其對後續工藝和器件性能的影響。 1.3 核心工藝原理： 1.3.1 光刻（Photolithography）： 作為微納加工中最關鍵的圖形轉移技術，光刻的原理將得到深入剖析。我們將介紹不同類型的曝光技術，包括接觸式、接近式和投影式光刻。重點講解光刻機的基本結構、工作原理，以及光學係統、掩模版（Mask）的設計與製作。進一步討論光刻分辨率的極限、衍射效應、光學鄰近效應（OPC）的修正技術。還將介紹光刻膠（Photoresist）的種類、感光機理、顯影工藝，以及濕法和乾法顯影的區彆。 1.3.2 刻蝕（Etching）： 刻蝕是圖形轉移的另一重要環節，用於去除不需要的材料。本書將詳細講解濕法刻蝕和乾法刻蝕。濕法刻蝕主要介紹化學溶液對材料的選擇性腐蝕，並分析其各嚮同性（Isotropic）和各嚮異性（Anisotropic）的特點。乾法刻蝕將重點闡述等離子體刻蝕（Plasma Etching）的原理，包括反應離子刻蝕（RIE）和深矽刻蝕（DRIE）等技術。分析等離子體的産生機製、反應物種、刻蝕速率、選擇比以及對器件結構的潛在損傷。 1.3.3 薄膜沉積（Thin Film Deposition）： 薄膜是構成器件的重要組成部分，其沉積技術至關重要。我們將分類介紹物理氣相沉積（PVD）和化學氣相沉積（CVD）兩大類。PVD包括蒸發（Evaporation）和濺射（Sputtering），分析其工作原理、優缺點及應用場景。CVD則重點講解大氣壓CVD（APCVD）、低壓CVD（LPCVD）和等離子體增強CVD（PECVD），深入探討其反應機理、薄膜質量控製和工藝參數。此外，還將涉及原子層沉積（ALD）等更先進的薄膜沉積技術。 1.3.4 錶麵處理與清潔： 器件性能的好壞與錶麵質量息息相關。本節將介紹各種錶麵處理技術，如化學機械拋光（CMP）、清洗（Cleaning）技術（包括濕法清洗和乾法清洗）、氧化（Oxidation）和鈍化（Passivation）等。強調這些工藝對去除汙染物、平坦化錶麵、改善界麵性能的重要作用。 第二部分：關鍵器件製造工藝 本部分將結閤第一部分的理論基礎，係統介紹幾種代錶性的微納器件的製造流程。 2.1 場效應晶體管（FET）製造： 以MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）為例，詳細解析其主要的製造步驟。包括源漏區域的摻雜（Implantation/Diffusion）、柵極氧化層的形成、多晶矽柵極的形成、接觸孔的製作以及金屬互連綫的形成。介紹不同代際MOSFETs（如LDMOS, FinFET, Gate-All-Around FET）的結構特點和製造工藝的演進。 2.2 雙極結晶體管（BJT）製造： 介紹BJT的基本結構和製造流程，包括發射區、基區和集電區的形成，以及PN結的製備。討論不同結構的BJT（如NPN, PNP）的製造差異。 2.3 傳感器件製造： 涵蓋壓阻式傳感器、電容式傳感器、光學傳感器和生物傳感器等。以一種典型的傳感器為例，講解其工作原理與微納加工工藝的結閤，如MEMS（微機電係統）技術的應用。例如，介紹微型麥剋風、加速度計或微流控芯片的製造流程。 2.4 光電器件製造： 重點介紹LED（發光二極管）和光電二極管（PD）的製造。分析III-V族化閤物半導體材料（如GaAs, GaN）在外延生長（Epitaxy）過程中的重要性，如MOCVD（金屬有機化學氣相沉積）技術。講解PN結的形成、窗口層的製作、金屬接觸的形成以及封裝等工藝。 2.5 功率器件製造： 介紹SiC（碳化矽）和GaN（氮化鎵）等寬禁帶半導體材料在功率器件製造中的應用。分析這些材料的獨特優勢以及其製造過程中麵臨的挑戰，如高溫工藝、晶體缺陷控製等。 第三部分：先進製造技術與發展趨勢 本部分將展望微納加工領域的未來發展，介紹前沿技術和發展方嚮。 3.1 納米加工技術： 探討進入納米尺度後，傳統微納加工所麵臨的新挑戰以及相應的納米加工技術，如電子束光刻（EBL）、離子束刻蝕（FIB）、納米壓印（NIL）、自組裝（Self-Assembly）等。分析這些技術在製備納米綫、納米點、量子點等結構方麵的能力。 3.2 三維集成與異質集成： 介紹如何通過堆疊、鍵閤（Bonding）、垂直互連（TSV）等技術實現器件的垂直集成，提高集成密度和性能。探討異質材料（如不同半導體材料、半導體與壓電材料）之間的集成技術。 3.3 新型材料與工藝： 關注石墨烯、二維材料、有機半導體等新型材料在微納器件製造中的應用前景。介紹用於精密控製和缺陷檢測的新型工藝和分析手段。 3.4 綠色製造與可持續性： 探討微納加工過程中對環境的影響，以及如何發展更環保、更節能的製造工藝，減少化學品消耗和廢棄物産生。 第四部分：質量控製與可靠性 4.1 工藝過程監控： 介紹在微納加工過程中，如何利用各種在綫（In-situ）和離綫（Ex-situ）的測量和檢測手段，對關鍵工藝參數進行實時監控和反饋控製，以保證工藝的穩定性和器件的良率。 4.2 器件錶徵與測試： 講解用於評估器件性能和結構完整性的常用錶徵技術，如掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、原子力顯微鏡（AFM）、X射綫衍射（XRD）、能譜儀（EDS）等。介紹器件的電學性能測試、可靠性測試（如加速壽命測試）。 4.3 潔淨室技術與汙染控製： 強調微納加工對環境潔淨度的極高要求。詳細介紹潔淨室的等級劃分、空氣過濾係統、人員和設備管理，以及微粒、金屬離子、有機物等各類汙染源的控製策略。 本書通過清晰的結構、詳實的論述和對關鍵技術的深入剖析，力求為讀者構建一個全麵而係統的微納加工與器件製造知識體係。我們希望，本書能夠激發讀者對這一領域的興趣，並為他們的學習和研究提供有力的支持。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得非常吸引人，色彩搭配沉穩又不失現代感，那種深藍與金屬灰的交織，瞬間就給人一種專業且前沿的科技感。我本來對手冊類的書籍總是抱持著敬而遠之的態度，覺得它們讀起來會像是在啃教科書一樣枯燥乏味，但拿到這本《三維集成電路設計》後，我發現自己的預設完全被打破瞭。從目錄的編排就能看齣作者的用心良苦，它不是那種隻羅列概念的堆砌，而是像一條精心鋪設的河流，從基礎的物理原理娓娓道來，逐步深入到復雜的係統架構和設計流程。特彆是關於先進封裝技術的章節，插圖的清晰度和細節的豐富程度，讓我這個初學者都能大緻領會到那些微觀世界的精妙運作。它不像某些入門書籍那樣過度簡化，而是保留瞭足夠的深度，讓有一定基礎的工程師也能從中找到新的啓發點。這本書的排版也相當考究，字體大小和行間距的設置都非常人性化，長時間閱讀下來，眼睛也不會感到特彆疲勞。整體感覺，這是一本將硬核技術與閱讀體驗完美結閤的佳作，讓人願意沉浸其中去探索未知的領域。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格是那種非常精準、不帶任何冗餘修飾的學術敘述，每一個句子都像是一個精確編碼的指令，直奔主題，效率極高。我尤其欣賞作者在處理復雜技術名詞時所展現的剋製與專業。它不會試圖用花哨的語言去“美化”技術細節，而是用最直觀、最符閤工程邏輯的方式去闡述。舉例來說，在講解粘閤工藝（Bonding）時，它對界麵應力、缺陷控製的描述，完全是站在實際生産綫的角度去考量的，這對於我們這些需要將理論轉化為實際産品的工程師來說，提供瞭極大的幫助。我發現自己不再需要頻繁地在搜索引擎和標準文檔之間跳轉來確認一個術語的精確含義，因為這本書已經將必要的背景知識和工程上下文熔鑄在瞭講解之中。它像是一位經驗豐富、言語精煉的資深專傢在耳邊低語，指導你避開那些常見的“陷阱”。對於希望快速建立起清晰技術地圖的人來說，這種高效的閱讀體驗是無價的。

評分☆☆☆☆☆

作為一名教育工作者，我在篩選教學參考資料時，對內容的邏輯嚴密性和前瞻性要求極高。《三維集成電路設計》在這兩方麵都超齣瞭我的預期。它不僅僅是對現有知識點的整理，更像是對未來十年技術發展趨勢的一種預測和布局。書中對新興的材料科學在IC互連中的應用，比如類金剛石薄膜在隔離層中的潛力，雖然隻是蜻蜓點水地提及，但這種前瞻性的視角無疑能激發學生們更深層次的思考。更值得稱贊的是其對整個設計生態係統的討論，它沒有孤立地看待芯片本身，而是將係統級的需求、製造的可行性以及測試和驗證的復雜性都納入瞭考量範圍。這打破瞭傳統分立器件教學的弊端，真正培養瞭學生的“係統思維”。如果這本書能成為我們專業課程的主教材，我相信它能幫助學生們在踏入工業界之前，就建立起一個全麵且現代化的三維係統設計認知框架。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我購買這本書的初衷是希望能找到一套能夠係統梳理當前半導體領域熱點——異質集成和芯片堆疊技術的參考資料。我關注的重點在於那些前沿的跨學科挑戰，比如熱管理、信號完整性和可靠性在三維結構中的獨特錶現。這本書在這些高階主題的處理上，展現齣瞭非常紮實的功底。它沒有停留在理論的錶麵，而是深入剖析瞭若乾經典的案例研究，用近乎工程手冊的嚴謹性去推演不同工藝路綫的優劣勢。尤其讓我印象深刻的是對TSV（矽通孔）技術在不同層級互連中的影響分析，作者不僅給齣瞭數學模型，還配上瞭大量仿真結果的可視化圖錶，這對於驗證設計決策至關重要。我發現自己過去在工作中遇到的一些瓶頸，例如高密度布綫下的串擾問題，在這本書裏找到瞭可以參考的解決方案框架。這本書的理論深度和實踐指導性達到瞭一個非常高的平衡點，對於尋求突破現有設計極限的研發人員來說，無疑是一筆寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

我通常對這類專業書籍的“實用性”持懷疑態度，很多書籍在理論上看起來很完美，但一旦試圖將其應用於真實的、充滿限製的工業項目中，就會發現處處碰壁。《三維集成電路設計》在這方麵展現瞭難得的務實精神。它不是一味地鼓吹某一種技術的絕對優越性，而是客觀地分析瞭在不同製程節點、不同應用場景下，選擇不同三維堆疊方案所帶來的性能、功耗和成本的權衡（Trade-off）。特彆是關於良率建模和測試覆蓋率提升的章節，它直接切入瞭工程實施中最頭疼的環節。書中提供的這些“經驗之談”和“注意事項”，是那些純粹的理論推導中無法獲取的寶貴財富。閱讀這本書的過程，就像是獲得瞭一份詳盡的“避坑指南”，它教會你如何預見問題，而不是被動地去解決問題。這種實戰導嚮的深度剖析，讓我對這本書的價值有瞭更深層次的認可。