微电子学导论(英文版) 赵策洲,方舟,陆骐峰 9787030397751 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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赵策洲，方舟，陆骐峰 著

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• 赵策洲
• 方舟
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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030397751

商品编码：29292292744

包装：平装

出版时间：2014-01-01

基本信息

书名：微电子学导论(英文版)

定价：69.00元

作者：赵策洲,方舟,陆骐峰

出版社：科学出版社

出版日期：2014-01-01

ISBN：9787030397751

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《微电子学导论（英文版）》讲述了半导体材料、半导体器件、微电子工艺及制造、以及IC设计等的基础和基本知识。《微电子学导论（英文版）》力图以比较浅显易懂的方式来介绍半导体物理和器件的基础知识，介绍了微电子制造的基本工艺知识和半导体器件，如IC电阻、二极管、MOSFETs和双极晶体管的工艺流程，也介绍了简单MOS数字集成电路和模拟集成电路的概论、电路分析和版图设计。

目录

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PrefaceChapter 1 Introduction 1.1 History of semiconductor devices and ICs 1.2 Moore's Law--transistor scaling 1.3 Die yield and die cost ReferencesChapter 2 Semiconductor material fundamentals 2.1 Atomic structures 2.1.1 Elements and element periodic table 2.1.2 Bohr's theory--orbits 2.1.3 Distribution of electrons--valence electrons 2.1.4 Chemical bonds 2.2 Crystal structures 2.2.1 General material structures 2.2.2 Crystallography--diamond structure and zinc blende structure 2.2.3 Crystallographic notation 2.2.4 Bohr's theory--energy level and energy band 2.3 Energy band theory 2.3.1 Insulator, semiconductor and conductor 2.3.2 Electrons and holes 2.3.3 Generation and rebination 2.4 Doping of semiconductors 2.4.1 Doping elements 2.4.2 Doping: n-type 2.4.3 Doping: p-type 2.4.4 Counter doping 2.5 Carriers distribution 2.5.1 Fermi function and Fermi level 2.5.2 Density of states 2.5.3 Electron and hole concentrations 2.6 Carrier drift and diffusion 2.6.1 Carrier scattering 2.6.2 Carrier drift--drift currents and mobility 2.6.3 Electric field and energy band bending 2.6.4 Carrier diffusion--diffusion currents and Einstein relation ReferencesChapter 3 Semiconductor device fundamentals 3.1 PN junction 3.1.1 Formation of depletion region 3.1.2 Built-in potential 3.1.3 Distribution of electric field and electric potential 3.1.4 Effect of applied voltage 3.1.5 Depletion capacitance 3.2 Metal-semiconductor contacts and MOS capacitors 3.2.1 Schottky diode and Ohmic contact 3.2.2 MOS capacitance and measurement 3.2.3 MOS energy band diagram 3.2.4 Capacitance--voltage characteristics 3.3 MOSFETs 3.3.1 Current--voltage characteristics 3.3.2 Types and circuit symbols of MOSFETs 3.3.3 Switch model of MOSFETs 3.4 Bipolar junction transistors 3.4.1 PN junction--a brief review 3.4.2 BJT structure and circuit symbols 3.4.3 NPN BJT operation--a qualitative analysis 3.4.4 NPN BJT operation--a quantitative analysis ReferencesChapter 4 Semiconductor fabrication fundamentals 4.1 IC fabrication techniques 4.1.1 Thin film formation 4.1.2 Photolithography and etching 4.1.3 Doping 4.2 IC resistor and diode process 4.2.1 IC resistor--masks and process steps 4.2.2 Design rules 4.2.3 Sheet resistance 4.2.4 Layout design of an IC resistor 4.2.5 Diode--masks and process steps 4.3 MOSFET process 4.3.1 NMOSFET process flow and layout 4.3.2 Local oxidation of silicon 4.3.3 CMOS n well process flow 4.4 BJT process 4.4.1 BJT process steps 4.4.2 Layout of an NPN BJT IC ReferencesChapter 5 Integrated circuits--concepts and design 5.1 NMOS digital circuits 5.1.1 NMOS digital circuits analysis--logic and calculation 5.1.2 MOSIS design rules for NMOS ICs 5.1.3 Layouts of NMOS logic families 5.2 CMOS digital circuits 5.2.1 CMOS digital circuits analysis 5.2.2 MOSIS design rules for CMOS ICs 5.2.3 MOS transistors in series/parallel connection 5.2.4 CMOS inverter, NOR gates and NAND gates 5.2.5 Ratioed logic and binational equivalent circuit 5.2.6 Dynamic circuits 5.3 MOS analog circuits 5.3.1 MOSFET active resistors and potential dividers 5.3.2 MOSFET mon-source stages 5.3.3 CMOS push-pull amplifiers 5.3.4 MOSFET current mirrors 5.3.5 MOSFET differential amplifiers ReferencesAppendix I Properties of semiconductor materialsAppendix II Symbols and constantAppendix III L-Edit Quick Guide

作者介绍

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文摘

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序言

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微电子学导论 书籍简介 《微电子学导论》是一本面向初学者的、系统介绍微电子学基础知识的专业教材。本书旨在为读者构建一个扎实的微电子学理论框架，并引导其逐步理解微电子器件的工作原理、制造工艺以及集成电路的设计与应用。全书内容严谨，逻辑清晰，图文并茂，既有理论的深度，又不乏实践的指导意义，力求让读者在短时间内掌握微电子学核心概念，为进一步深入学习和从事相关领域的研究与开发打下坚实基础。 本书特色与内容梗概 本书共分为若干章节，循序渐进地展开微电子学的学习之旅。 第一部分：微电子学的基石——半导体物理 理解微电子学，首要在于理解其物质基础——半导体。本部分将深入浅出地介绍半导体材料的基本性质。我们将从原子结构和化学键开始，阐述硅、锗等常见半导体材料的晶体结构。随后，重点讲解载流子（电子和空穴）的概念，以及它们在晶体中的产生、复合和输运机制。 能带理论：这是理解半导体行为的关键。我们将详细介绍价带、导带和禁带的概念，以及它们如何决定材料的导电性能。不同类型的半导体（如本征半导体和杂质半导体）的能带结构将得到清晰的阐述。 载流子浓度：我们将学习如何计算本征半导体和外延半导体中的电子和空穴浓度，并理解费米能级及其在决定载流子分布中的作用。 导电机制：包括漂移和扩散两种主要的载流子输运方式。我们将探讨电场和浓度梯度如何驱动载流子的运动，并推导相应的电流方程。 第二部分：微电子学的灵魂——半导体器件 掌握了半导体物理的理论基础后，我们将进入微电子学的核心——半导体器件。本部分将详细剖析各类关键微电子器件的工作原理、结构特点和伏安特性。 PN结：这是所有半导体器件的基本单元。我们将从PN结的形成讲起，分析其在无偏压、正向偏压和反向偏压下的电学特性，包括其作为二极管的基本功能。 二极管：基于PN结原理，我们将介绍不同类型的二极管，如整流二极管、稳压二极管（齐纳二极管）、发光二极管（LED）和光电二极管等，并阐述它们各自的应用。 双极结型晶体管（BJT）：作为最早广泛应用的半导体放大器件，BJT的结构（NPN和PNP型）、工作原理（基极电流控制集电极电流）、放大作用以及不同工作区（截止区、放大区、饱和区）的特性将得到详尽的讲解。 场效应晶体管（FET）：这是现代集成电路中的主流器件。我们将重点介绍两种主要的FET类型： 结型场效应晶体管（JFET）：其工作原理基于栅极电场对沟道载流子浓度的控制。 金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）：这是当前微电子学领域最重要的器件之一。我们将深入研究MOSFET的结构（NMOS和PMOS）、工作原理（栅电压控制沟道导电性）、阈值电压、跨导以及不同工作模式（截止、线性、饱和）。特别是，将详细解析MOS电容的C-V特性，为理解MOSFET的工作奠定基础。 第三部分：微电子学的集成——集成电路 微电子学的真正威力体现在将大量器件集成到单个芯片上，实现复杂的功能。本部分将聚焦于集成电路（IC）的设计、制造和应用。 集成电路基础：我们将介绍集成电路的基本概念，包括单片集成和混合集成。 器件的集成：如何将之前介绍的BJT、MOSFET等器件集成到硅片上，以及集成过程中面临的挑战。 微电子制造工艺：这是实现集成电路的关键。我们将详细介绍一系列重要的制造步骤，包括： 晶圆制备：硅提纯、单晶生长和晶圆切割。 氧化：在硅表面形成二氧化硅层，用于绝缘或作为掩模。 光刻：将电路图形转移到晶圆上的核心技术，包括光刻胶、曝光和显影。 刻蚀：选择性地去除不需要的材料，形成器件结构。干法刻蚀（如等离子刻蚀）和湿法刻蚀都将有所介绍。 掺杂：通过离子注入或扩散等方法，在特定区域引入杂质，改变半导体导电性。 薄膜沉积：通过化学气相沉积（CVD）或物理气相沉积（PVD）等方法，在晶圆表面形成各种功能薄膜（如导体、绝缘体）。 互连：在芯片上用金属导线连接不同的器件，形成完整的电路。 集成电路的分类：根据集成度，我们将区分小规模集成（SSI）、中规模集成（MSI）、大规模集成（LSI）和超大规模集成（VLSI）。 数字集成电路：介绍基于MOSFET构建的基本数字逻辑门（如NOT, NAND, NOR, XOR）以及它们的组合。 模拟集成电路：简要介绍模拟电路的基本概念，如放大器、滤波器等。 第四部分：微电子学的应用与前沿 在掌握了微电子学的基本原理和制造工艺后，本书将展望微电子学的广泛应用领域，并触及一些前沿技术。 集成电路的应用：从我们日常生活中无处不在的智能手机、电脑、电视，到汽车电子、医疗设备、通信基站，都离不开微电子技术的支撑。我们将列举一些典型应用，让读者体会微电子学的实际价值。 现代集成电路的发展趋势：包括摩尔定律的挑战、新材料（如III-V族半导体、二维材料）的应用、先进封装技术、以及微处理器、存储器、传感器等核心器件的发展。 微电子学的未来展望：探讨人工智能、物联网、5G/6G通信等新兴技术对微电子学的需求，以及未来可能出现的新型器件和集成方式。 学习目标 通过学习《微电子学导论》，读者将能够： 深刻理解半导体材料的基本物理性质和载流子输运机制。 掌握PN结、BJT和MOSFET等核心半导体器件的工作原理、结构特点和基本特性。 了解微电子制造工艺的基本流程和关键技术。 理解集成电路的基本构成和工作原理。 认识微电子学在现代科技和社会发展中的重要作用。 为进一步学习更高级的微电子学课程（如模拟/数字集成电路设计、半导体器件物理、超大规模集成电路设计等）打下坚实基础。 本书旨在成为每一位有志于投身微电子学领域的学生和研究人员的良师益友，帮助他们开启一段充满挑战与机遇的科技探索之旅。

评分☆☆☆☆☆

从这本书的封面和出版社来看，它无疑是一本面向专业读者或者有一定基础的学习者的书籍。其标题的“导论”二字，虽然意味着入门，但结合其内容和作者的背景，我推测这并不是一本浅尝辄止的科普读物，而是一本扎实的教科书。我对手中的这份印刷品本身就有一种特别的感情，纸张的触感，油墨的清香，都让阅读本身成为一种享受。我喜欢在翻阅新书时，那种未知与探索并存的心情。我期待这本书能够涵盖微电子学中最具代表性的器件，例如各种类型的晶体管、二极管、以及基本的逻辑门电路。我尤其好奇它将如何从物理原理出发，一步步构建起这些器件的模型，并最终导向集成电路的设计。这本书的出现，填补了我对微电子学系统性知识的空白，我已迫不及待地想要深入其中，去感受那精密计算与严谨逻辑交织而成的微观世界。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简约大方，但又不失专业感，那深邃的蓝色背景仿佛蕴含着微电子世界的无限奥秘，烫金的字体在灯光下熠熠生辉，给人一种沉甸甸的厚实感。我拿到它的时候，就能感受到纸张的质感，微微泛黄的内页散发出淡淡的书香，这种怀旧的气息让我想起了大学时代那些熬夜苦读的日子。虽然我还没有真正深入到书中内容，但我可以想象，这绝对不是一本轻松的读物，它所承载的知识重量，足以让初学者望而却步，却也正是这份挑战性，吸引着像我一样渴望探索微观世界的求知者。从目录的初步浏览来看，它似乎涵盖了从最基础的半导体材料特性，到复杂的集成电路设计原理，再到前沿的微电子器件应用等一系列关键领域。我相信，它将是一扇通往微电子学殿堂的金钥匙，引领我一步步揭开电子世界的面纱，感受那些肉眼看不见的精妙设计和电流涌动的奇迹。这本书的出版信息也让我对它的权威性有了初步的信心，国内顶尖的出版社加上知名学者的署名，预示着其内容的高度专业性和学术价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计给我留下了深刻的印象，那种略带磨砂质感的封面，在手中传递着一种沉甸甸的踏实感，仿佛握住的是一份沉甸甸的知识宝库。封面中央的英文书名，简洁而有力，下方中文副标题则清晰地标示了内容范畴。我特别留意了它所附带的ISBN号，这是一个重要的信息，意味着这本书具有正规的出版资质，其内容的严谨性和准确性应该是有保障的。尽管我还没有机会细读书中的具体章节，但仅仅从其目录的编排和章节标题的设置，我就能感受到作者们在内容组织上的用心。那些标题，如“半导体物理基础”、“PN结与二极管”、“晶体管的工作原理”等，都直击微电子学的核心要点，预示着这本书将带领读者系统地走过从材料到器件，再到电路的基本演进过程。我对于书中是否会包含一些经典的实验案例或者实用的设计技巧充满期待，毕竟理论知识的学习最终还是要落脚于实践的应用。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对电子技术有着浓厚兴趣的业余爱好者，我一直在寻找一本能够系统讲解微电子学基本原理的读物，而这本《微电子学导论》似乎正是我期待已久的。它的英文原版标题，预示着其内容的深度和前沿性，而国内知名学者赵策洲、方舟、陆骐峰的署名，则为这本书增添了足够的权威性和学术分量。虽然我还没有开始阅读，但我预感这本书会是一次严谨的知识探索之旅。我更关注的是它如何解释那些复杂的半导体器件的内部结构和工作机制，例如MOSFET的栅极电压如何控制沟道电导，以及BJT的电流放大效应是如何实现的。这些都是微电子学最基础也最核心的概念，只有将它们弄懂，才能真正理解后续的电路设计和集成电路的工作原理。我希望书中能够配有足够的插图和流程图，能够形象地展示电子的运动轨迹和电场的分布，让抽象的概念变得直观可感。

评分☆☆☆☆☆

初次翻阅这本《微电子学导论》，我立刻被其清晰的逻辑框架和循序渐进的讲解方式所吸引。虽然我并非该领域的科班出身，但作者们似乎深谙如何将深奥的理论转化为易于理解的语言。序言部分就对微电子学的历史沿革、重要性以及未来发展趋势做了简明扼要的概述，这对于我这样想要建立宏观认识的读者来说，无疑是极大的帮助。接下来的章节，我初步涉猎了几页，发现书中大量运用了图表和示意图来辅助说明，这些视觉化的元素极大地降低了理解门槛。例如，在解释PN结形成原理时，书中出现的动态示意图，清晰地展示了载流子的扩散和复合过程，配合文字的讲解，仿佛我真的能“看见”电子和空穴的舞蹈。我尤其欣赏作者们在引入新概念时，总是会先回顾相关的基础知识，这样做避免了跳跃感，让整个学习过程更加平滑和自然。虽然我还没有深入研究每一页的公式和推导，但从这些初步的观察来看，这本书无疑是一本非常适合初学者入门的教材，它为我打下坚实的理论基础提供了良好的开端。