超大规模集成电路——基础 设计 制造工艺 9787030202789 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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日电子信息通信学会 组编，岩田 穆，角南英 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030202789

商品编码：29691327654

包装：平装

出版时间：2008-01-01

基本信息

书名:超大规模集成电路——基础 设计 制造工艺

：42.00元

售价：28.6元,便宜13.4元,折扣68

作者:(日)电子信息通信学会 组编,岩田 穆,角南英

出版社：科学出版社

出版日期：2008-01-01

ISBN：9787030202789

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版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.422kg

编辑推荐

内容提要

本书共分为上下两篇，上篇为基础设计篇，主要介绍VLSI的特征及作用、VLSI的设计、逻辑电路、逻辑VLSI、半导体存储器、模拟VLSI、VLSI的设计法与构成法、VLSI的实验等；下篇为制造工艺篇，主要介绍集成工艺、平板印刷、刻蚀、氧化、不纯物导入、绝缘膜堆积、电极与配线等。
本书内容丰富，条理清晰，实用性强，既可供超大规模集成电路研发和设计人员及半导体生产单位管理人员使用，也可作为各院校集成电路相关专业的本科生、研究生及教师的参考书。

目录

上篇　基础与设计
　第1章　VLSl的特征及任务
1.1　VLSl的概念与基本技术
　1.1.1　VLSl的基本技术与发明
　1.1.2 学科体系
1.2　VLSl的种类
　1.2.1　按功能分类
　1.2.2　按器件分类
1.3　半导体技术路线图
1.4　对系统的影响
　1.4.1 计算机系统
　　　1.4.2 通信网络系统
　1.4.3 数字家电系统
　第2章　VLSl的器件
2.1　VLSl的构成要素
2.2　MOS晶体管
　2.2.1　MOS的基本构造
　 2.2.2 MOS的工作原理与工作区域
　 2.2.3 MOS的电流电压特性
　 2.2.4　MOS的器件模型
　 2.2.5　MOS的等效电路模型
2.3　二极管
2.4　电阻
2.5 电容
2.6　电感
2.7　器件隔离
2.8　布线
　 2.8.1 多层布线
　 2.8.2 布线电容
2.9　VLSl技术的比例缩小法则
　第3章　逻辑电路
3.1　CMOS逻辑电路
　 3.1.1 倒相器
　 3.1.2　NAND门
　 3.1.3　NOR门
　 3.1.4　传输门
　 3.1.5　选择器
　 3.1.6 异或门
　 3.1.7　CMOS复合门
　 3.1.8　时钟CMOS逻辑电路
　 3.1.9 动态CMOS逻辑电路
　 3.1.10 电流型逻辑电路
3.2　CMOS逻辑电路的工作速度
　 3.2.1 门延迟时间
　 3.2.2 布线的延迟时间
3.3　CMOS逻辑电路的功率消耗
　 3.3.1　CMOS逻辑电路消耗功率的因素
　 3.3.2　CMOS-VLSl的功率消耗
3.4　控制电路
　 3.4.1 寄存器
　 3.4.2 同步系统
　 3.4.3　计数器
　第4章　逻辑VLSl
4.1　数字运算电路
　4.1.1　加法运算
　4.1.2　减法电路
　4.1.3　乘法运算
4.2　时钟的发生与分配
　　……
　第5章　半导体存储器
　第6章　模拟VLSI
　第7章　无线通信电路
　第8章　VLSI的设计方法及构成方法
　第9章　VLSI的测试
下篇　制造工艺
　第10章　LSI的制造工艺及其课题
　第11章　集成化工艺
　第12章　平版印刷术
　第13章　腐蚀
　第14章　氧化
　第15章　掺杂
　第16章　淀积绝缘膜
　第17章　电极和布线
　第18章　后工序——封装
引用参考文献

作者介绍

文摘

序言

《微纳电子器件：原理、设计与应用》 内容梗概： 本书深入探讨了微纳电子器件的基本原理、设计方法以及在现代科技中的广泛应用。全书共分为五个部分，系统性地阐述了构成当今电子世界基石的各项关键技术。 第一部分：微纳电子器件基础理论 本部分为理解后续内容奠定坚实基础，从半导体物理的基本定律出发，逐步深入。我们将首先回顾晶体管的核心概念，包括其电导特性、载流子输运机制，以及PN结的形成与特性。在此基础上，我们将详细介绍MOS（金属-氧化物-半导体）晶体管的结构、工作原理和关键参数，如阈值电压、跨导、漏电流等。书中会深入剖析不同衬底材料（如硅、锗、砷化镓）的特性及其对器件性能的影响，以及掺杂技术（如扩散、离子注入）在控制半导体导电类型和浓度中的作用。 此外，本部分还将介绍电子在半导体中的输运模型，包括漂移和扩散机制，并讨论这些机制如何影响器件的速度和功耗。热学效应在微纳器件中的表现，如热致漏电流和热击穿，也将被纳入讨论范围。为便于理解，我们将引入必要的数学模型和物理概念，如费米能级、玻尔兹曼统计、朗之万方程等，并解释它们在描述半导体行为中的应用。 第二部分：核心微纳电子器件设计与建模 在掌握了基础理论后，本部分将聚焦于核心微纳电子器件的设计方法和数学建模。我们将详细介绍CMOS（互补金属氧化物半导体）逻辑门的设计理念，包括NMOS和PMOS晶体管的组合如何实现逻辑功能，以及静态和动态功耗的来源与优化策略。书中将深入分析各种CMOS门电路（如NAND、NOR、INV、XOR）的结构、时序特性和扇出能力。 除了基本的逻辑门，我们还将探讨更复杂的电路模块，如触发器（Flip-flops）、寄存器（Registers）和加法器（Adders）的设计原则。本书将强调版图设计（Layout Design）的重要性，包括如何根据电路原理图绘制物理版图，以及如何考虑设计规则（Design Rules）以确保器件的可靠制造。 器件建模是实现电路仿真和验证的关键。本部分将介绍常用的晶体管模型，从简单的SPICE模型（如BSIM系列模型）到更复杂的模型，解释它们如何描述器件的电气特性，以及模型参数的提取与校准。我们将讨论电路仿真的基本流程，包括网表生成、仿真器选择和结果分析，并强调仿真在验证设计正确性和预测性能方面的作用。 第三部分：先进微纳电子器件技术 随着半导体制造工艺的不断进步，微纳电子器件的结构和材料也在不断演进。本部分将重点介绍当前和未来发展中的关键先进器件技术。我们将详细讨论高k栅介质（High-k Dielectrics）和金属栅极（Metal Gate）的应用，分析它们如何克服传统SiO2/多晶硅栅极的漏电流和功耗问题，以及如何影响器件的性能。 本部分还将深入研究应变硅（Strained Silicon）技术，包括拉伸硅（Tensile Strained Silicon）和压缩硅（Compressive Strained Silicon）如何通过改变硅的晶格常数来提高载流子迁移率，进而提升器件速度。此外，我们还将探讨FinFET（鳍式场效应晶体管）和GAA（Gate-All-Around）等三维器件结构，解释它们如何通过多栅控制来改善短沟道效应，实现更小的尺寸和更好的性能。 对于对高性能和低功耗有特殊需求的领域，本部分还将介绍SOI（Silicon-On-Insulator）技术，包括其超薄体（UTB）和绝缘体上硅（SOI）的优势，以及其在RF（射频）和低功耗设计中的应用。我们将讨论新型半导体材料，如III-V族化合物半导体（如GaAs、InP）和二维材料（如石墨烯、MoS2）在超越硅基极限方面的潜力。 第四部分：集成电路制造工艺概述 即使是最精巧的器件设计，也离不开先进的制造工艺。本部分将提供对现代集成电路制造流程的概览，重点关注与微纳电子器件制造直接相关的关键步骤。我们将从硅片制备开始，介绍晶圆的生长、抛光和表面处理。 光刻（Photolithography）作为微纳制造的核心技术，将是本部分的重点。我们将详细介绍光刻机的原理、掩模版（Mask）的制作、光刻胶（Photoresist）的类型和曝光过程，以及不同波长光源（如深紫外光DUV、极紫外光EUV）对分辨率的影响。 刻蚀（Etching）技术，包括干法刻蚀（Dry Etching，如RIE）和湿法刻蚀（Wet Etching），在图形转移中扮演着关键角色。我们将讨论不同刻蚀方法的机理、选择性和各向异性，以及它们在精确去除材料方面的应用。 薄膜沉积（Thin Film Deposition）是构建多层结构的关键，我们将介绍化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）、原子层沉积（ALD）等技术，以及它们在沉积金属、绝缘体和半导体薄膜中的应用。 离子注入（Ion Implantation）和退火（Annealing）是掺杂和激活的关键工艺。本书将详细介绍这些过程，以及它们如何影响半导体的导电特性。最后，我们将简要介绍互连（Interconnect）技术，包括金属布线和介质层填充，以及它们在连接器件形成完整电路中的作用。 第五部分：微纳电子器件的应用与未来展望 微纳电子器件是现代科技发展的驱动力，本部分将展示这些器件在各个领域的广泛应用，并展望未来的发展趋势。我们将详细介绍微纳电子器件在数字集成电路中的应用，包括CPU、GPU、内存芯片等。 在通信领域，我们将探讨微纳电子器件在无线通信、光通信和高速网络中的作用，包括射频前端、低噪声放大器、模数/数模转换器等。 在消费电子领域，微纳电子器件的进步使得智能手机、平板电脑、可穿戴设备等成为可能，本书将讨论其中关键的传感器、处理器和显示驱动器件。 在人工智能和高性能计算领域，随着对计算能力需求的急剧增长，本书将介绍各种先进的微处理器、AI加速器和FPGA（现场可编程门阵列）的构建基础。 此外，我们还将探讨微纳电子器件在新能源、医疗健康、自动驾驶等新兴领域的应用，例如用于能量收集的微型发电机、用于生物传感器的微流控芯片、以及用于激光雷达和高级驾驶辅助系统的传感器。 最后，本部分将对微纳电子器件的未来发展进行展望，讨论可能面临的挑战，如摩尔定律的极限、功耗瓶颈、以及新材料和新结构的探索。我们将探讨量子计算、神经形态计算和柔性电子等前沿领域对微纳电子器件提出的新要求和新机遇。 本书旨在为读者提供一个全面而深入的微纳电子器件知识体系，从基本原理到前沿技术，从设计方法到制造工艺，再到实际应用，帮助读者理解和掌握支撑现代科技发展的核心技术。

评分☆☆☆☆☆

这本《超大规模集成电路——基础 设计 制造工艺》的厚重感，从拿到手的那一刻起就扑面而来。我一直对微电子领域抱有浓厚的兴趣，尤其是芯片设计与制造这些尖端技术，但总觉得缺乏一本既系统又深入的入门宝典。这本书的结构设置非常合理，从最基本的半导体物理原理讲起，稳扎稳打地构建起对集成电路世界的认知框架。它并没有过多地纠缠于那些过于晦涩的数学推导，而是用清晰的逻辑链条，将复杂的概念一一拆解，使得初学者也能窥见其堂奥。我特别欣赏它在“基础”部分对CMOS器件特性的讲解，那部分内容详实而精准，为后续理解更复杂的电路设计打下了坚实的基础。可以说，如果想对现代集成电路有一个全面、扎实的理解，这本书提供的理论基石是无可替代的。它不像市面上很多教材那样只停留在概念层面，而是深入到了材料、器件、工艺流程的细节，展现了工程师视角的严谨性。

评分☆☆☆☆☆

在“设计”这一章节中，作者展现了高超的教学能力。他们没有简单地罗列各种设计规则，而是从系统和模块化的角度，层层递进地引导读者构建设计思维。我特别喜欢它对不同规模电路抽象层次的讨论，从晶体管级的工作点分析，到逻辑门级别的优化，再到宏观的系统级架构考量，每一步都衔接得天衣无缝。尤其是在描述时序分析和功耗优化策略时，作者采用了大量的实际案例和公式推导，这对于准备面试或参加专业竞赛的读者来说，简直是宝藏。我曾经在理解静态时序分析（STA）的某个关键概念上感到困惑，但在对照书中对建立时间和保持时间的详细图解后，茅塞顿开。这本书的价值在于，它不仅仅传授知识，更是在培养一种工程判断力，教你如何在理论可行性和物理实现性之间找到最佳平衡点。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和索引系统也值得称赞，这在厚重的技术书籍中实属难得。尽管内容极其专业和庞杂，但通过清晰的章节划分、恰到好处的图表引用以及详尽的术语索引，查找特定信息时并不会感到力不从心。很多时候，一本好书的价值不仅在于它写了什么，还在于它如何组织这些信息。对于我这种需要频繁回顾某些基础知识的工程师来说，它就像一本随时可以查阅的“工具书”，而不是一本读完就束之高阁的“教科书”。此外，从纸张的质感到印刷的清晰度，都能看出出版社在制作这本专业著作上投入的诚意，长时间阅读下来，眼睛的疲劳感也相对较低。一本好的工具书，其载体本身的设计也应服务于内容的高效传播，这一点上，该书做得非常出色。

评分☆☆☆☆☆

如果要用一个词来概括这本书给我的整体印象，那就是“全面而深刻”。它成功地避免了许多教材中常见的“头重脚轻”的问题——要么只谈设计哲学而缺乏工艺细节，要么只罗列工艺参数而缺乏设计指导思想。这本书的内容覆盖了从最底层的物理现象到最高层的系统设计理念，形成了一个完整的知识闭环。对于一个渴望从“会用”到“精通”的读者而言，这种体系化的构建至关重要。它不仅解答了我已有的疑问，更重要的是，它激发了我对那些我尚未接触到的前沿领域（比如新型存储器或先进封装技术）的好奇心，并为我提供了理解这些新知识的坚实分析工具。可以说，它是整个IC学习路径上一个里程碑式的存在，它的分量和内容深度，绝对对得起它所承载的“超大规模集成电路”这四个字所代表的复杂性。

评分☆☆☆☆☆

翻阅这本书的过程中，我最大的感受是它对于“制造工艺”这一环节的重视程度，这往往是其他偏重电路理论的书籍所忽略的。从光刻、刻蚀到薄膜沉积，书里对每一个关键工艺步骤的描述都详尽得令人称奇。我尝试着将书中的图示与一些在线的、关于晶圆厂内部流程的视频资料进行对比，发现书中的描述不仅准确，而且更具理论深度，能够解释“为什么”要这样做，而不仅仅是“如何”做。这种对制造物理限制的深刻理解，对于任何一个有志于从事后端设计或者版图工作的人来说，都是至关重要的“内功心法”。它让我意识到，电路设计绝非空中楼阁，每一个逻辑门的实现，都受到材料科学和精密物理操作的严格制约。这种跨学科的融合视角，是这本书最大的亮点之一，它成功地架设了理论设计与实际生产之间的桥梁，让读者能真正理解从沙子到高性能芯片的全过程艰辛与精妙。