納米級CMOS超大規模集成電路可製造性設計 (美)Sandip Kundu等著 科學齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

美Sandip Kundu等著 著

圖書標籤:

• CMOS集成電路
• 納米技術
• 可製造性設計
• 超大規模集成電路
• VLSI
• 半導體
• 工藝集成
• 設計優化
• 科學齣版社
• Sandip Kundu

店鋪： 河北省新華書店圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030400345

商品編碼：29730123303

包裝：平裝

齣版時間：2014-04-01

基本信息

書名：納米級CMOS超大規模集成電路可製造性設計

定價：58.00元

作者：(美)Sandip Kundu等著

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2014-04-01

ISBN：9787030400345

字數：260000

頁碼：280

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

---

　　《納米級CMOS超大規模集成電路可製造性設計》的目的是將讀者引入可製造性和可靠性設計的世界，其定位是作為高年級本科生或低年級研究生的教材，也可以作為設計人員的參考書。由於這一領域有大量的會議和期刊，無法保證本書的內容完全涵蓋**的行業進展。因此，我們將重點更多地放在原理和概念上，而非每個主題的細節。每章的*後都有參考文獻，供讀者進行更深入的學習。本書是基於兩個閤作者Sandip Kundu、Aswin Sreedhar共同的研究興趣而著成的，兩位作者都在可製造性設計領域發錶過諸多成果。

內容提要

---

《納米級CMOS超大規模集成電路可製造性設計》的內容包括：CMOSVLSI電路設計的技術趨勢；半導體製造技術；光刻技術；工藝和器件的擾動和缺陷分析與建模；麵嚮可製造性的物理設計技術；測量、製造缺陷和缺陷提取；缺陷影響的建模和閤格率提高技術；物

目錄

---

作者介紹

---

文摘

---

序言

---

矽晶片的精妙舞步：探尋現代電子器件的物理極限與設計之道 在信息爆炸、技術飛速迭代的時代，我們手中的智能手機、高性能計算機，乃至衛星和深空探測器，其核心都離不開那微小卻蘊含無限可能的世界——集成電路。而集成電路的微縮化進程，更是現代科技進步的最直接驅動力之一。本書並非專注於某一特定技術手冊，而是將目光投嚮更宏觀、更基礎的層麵，深入剖析集成電路從概念走嚮實際産品的過程中，所麵臨的物理極限、工藝挑戰以及與之相伴的設計哲學。我們將一同踏上一段探索之旅，揭示構成今日數字世界的那些微觀奇跡背後的深層原理與前沿思考。 第一章：超越摩爾定律的曙光——物理極限的審視 集成電路的演進史，很大程度上是一部不斷挑戰物理極限的曆史。自晶體管發明以來，遵循“摩爾定律”的指數級增長，讓我們得以在指甲蓋大小的芯片上集成數十億甚至數韆億個晶體管。然而，當器件尺寸逼近原子尺度，經典物理學的宏觀描述已不再完全適用。量子隧穿效應、載流子散射、熱噪聲的顯著性增強，都在挑戰著傳統半導體器件的可靠性和性能。 本章將從物理學的基本原理齣發，審視在納米尺度下，半導體材料的獨特性質如何展現。我們會探討量子力學效應如何影響器件的開關特性，例如勢壘高度的下降和漏電流的增加。同時，高密度集成帶來的散熱問題也將被深入剖析，局部高溫會顯著影響器件性能，甚至導緻永久性損傷。我們還將討論錶麵效應的重要性，當器件尺寸縮小，錶麵原子與體積原子的比例急劇上升，錶麵缺陷和化學吸附的影響不可忽視。 此外，本章還會展望突破傳統矽基CMOS技術的可能性，例如三維堆疊技術（3D IC）、新型半導體材料（如III-V族化閤物、二維材料石墨烯、二硫化鉬等）的應用前景，以及後CMOS時代可能齣現的計算範式，如量子計算、憶阻器計算等。這些探索旨在理解，在物理定律的約束下，集成電路的未來發展將走嚮何方。 第二章：從原子到電路——先進製造工藝的博弈 電子器件的製造，是一場在原子尺度上進行的精密“雕刻”。從矽晶圓的提純，到光刻、刻蝕、薄膜沉積等一係列復雜的工藝步驟，每一步的精度都直接關係到最終芯片的性能和良率。納米級CMOS器件的製造，尤其需要突破前所未有的技術瓶頸。 本章將詳細闡述當前最先進的半導體製造技術。我們將聚焦於光刻技術，特彆是極紫外光刻（EUV）的原理、挑戰及其對超大規模集成電路製造的革命性影響。EUV光刻技術能夠實現更小的特徵尺寸，但其光源、光學係統、掩模版以及反射式光學設計都極其復雜且昂貴。 接著，我們將深入探討刻蝕技術，包括乾法刻蝕（如反應離子刻蝕RIE）和濕法刻蝕。在納米尺度下，刻蝕的均一性、選擇性以及對側壁的控製成為關鍵。我們將討論等離子體化學、離子轟擊以及錶麵反應動力學在精密刻蝕中的作用。 薄膜沉積技術，如化學氣相沉積（CVD）和物理氣相沉積（PVD），同樣至關重要。如何精確控製薄膜的厚度、均勻性、成分以及晶體結構，對於構建高性能的柵介質、導電層和絕緣層至關重要。我們將探討原子層沉積（ALD）等超薄、超均勻薄膜的製備技術。 此外，本章還將觸及芯片封裝技術的重要性。隨著芯片集成度的不斷提高，傳統的封裝方式已無法滿足需求。三維封裝、矽中介層（Silicon Interposer）、扇齣晶圓級封裝（Fan-out Wafer Level Packaging）等先進封裝技術，對於提升互聯密度、減小封裝體積、改善散熱和提高信號完整性具有至關重要的作用。 第三章：設計的智慧——可製造性理念的升華 在納米尺度下，設計與製造之間的界限變得日益模糊。一個在理論上性能優越的設計，如果無法在實際製造過程中實現，或者良率極低，那麼它將毫無價值。因此，“可製造性設計”（Design for Manufacturability, DFM）的理念在現代集成電路設計中占據核心地位。 本章將深入探討DFM在納米級CMOS設計中的具體體現。我們將從版圖設計規則（Design Rules）入手，解釋這些規則如何約束設計以避免製造缺陷。例如，綫寬和間距的限製、拐角圓角的要求、金屬層的連接規則等，都是為瞭確保在光刻和刻蝕過程中能夠準確復製設計意圖。 我們將重點討論“關鍵尺寸”（Critical Dimension, CD）的控製。在納米尺度下，CD的微小偏差都可能導緻器件性能的巨大差異。DFM技術，如光刻工藝的圖案偏移（OPC）和反光罩修正（RET），旨在補償光刻過程中發生的衍射和乾涉效應，從而提高圖案復製的精度。 此外，本章還將探討“設計規則檢查”（Design Rule Check, DRC）和“版圖對掩模文件生成”（Layout Versus Schematic, LVS）等EDA（Electronic Design Automation）工具在DFM中的應用。這些工具能夠自動檢查設計的版圖是否符閤所有製造規則，確保設計的可製造性。 我們還將討論“可測試性設計”（Design for Testability, DFT）的重要性。隨著芯片規模的急劇膨脹，如何有效地檢測芯片中的缺陷成為一個巨大的挑戰。DFT技術通過在設計中嵌入測試電路，使得芯片能夠更容易、更全麵地被測試，從而提高測試效率和準確性。 第四章：信號的低語與能量的律動——性能的挑戰與優化 納米級CMOS器件的性能，不僅僅體現在開關速度上，更關乎信號的完整性、功耗以及可靠性。在如此微小的空間內，電磁乾擾、串擾、時序偏差等問題變得尤為突齣。 本章將深入分析影響納米級CMOS器件性能的關鍵因素。我們將探討信號完整性問題，包括互連綫的電阻、電容和電感對信號傳播的影響。在高速信號傳輸中，信號的反射、振鈴和衰減會嚴重影響數據的正確性。 功耗管理是另一大挑戰。隨著晶體管數量的增加和工作頻率的提高，芯片的整體功耗也在不斷攀升。我們將討論漏電流、動態功耗和靜態功耗的來源，以及各種低功耗設計技術，如時鍾門控、電源門控、動態電壓頻率調整（DVFS）等。 可靠性是集成電路設計中不可忽視的方麵。在納米尺度下，各種可靠性問題，如電遷移（Electromigration）、柵氧化層擊穿（Gate Oxide Breakdown）和熱陷井（Hot Carrier Injection, HCI）等，更容易發生。本章將分析這些可靠性問題的物理機製，並介紹相應的DFM和電路設計策略來緩解和避免這些問題。 第五章：跨越界限的融閤——新材料、新結構與新範式 集成電路的未來，將不再僅僅局限於矽基CMOS的微縮。為瞭剋服當前技術的瓶頸，研究人員正在積極探索新材料、新結構以及全新的計算範式。 本章將展望集成電路發展的未來趨勢。我們將介紹各種新興半導體材料，如碳納米管、二維材料（如石墨烯、MoS2）等，以及它們在構建高性能、低功耗晶體管方麵的潛力。 同時，三維集成技術（3D IC）將是未來提升芯片性能和集成密度的重要方嚮。本章將探討三維堆疊的挑戰，包括垂直互連、散熱以及製造工藝的協同。 最後，我們將把目光投嚮“後CMOS時代”的可能性。例如，基於量子力學原理的量子計算，它在解決某些特定問題上擁有超越經典計算機的潛力。還有憶阻器等新型非易失性存儲器件，它們可能催生新的計算架構，如存內計算。 本書旨在為讀者提供一個關於納米級CMOS超大規模集成電路設計的宏觀視角，它不僅僅是一份技術手冊，更是一場關於物理極限、製造工藝、設計智慧與未來科技趨勢的深度思考。通過對這些核心問題的探討，讀者將能更深刻地理解構成現代數字世界基石的那些微小而強大的電子器件，並為未來的科技創新提供更廣闊的視野。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事邏輯和知識的組織結構，簡直稱得上是教科書級彆的典範。作者並沒有一股腦地將所有高深的概念堆砌在一起，而是采取瞭一種循序漸進的教學方法。從宏觀的背景介紹開始，逐步深入到具體的納米級工藝挑戰，再到設計規則的細節考量，每一步的推進都建立在前一步紮實的基礎之上。特彆是對於那些跨學科背景的讀者而言，這種清晰的脈絡至關重要。我特彆欣賞它在處理復雜技術體係時的分層策略，它讓你清楚地知道，你現在正在理解的是整個係統中的哪一個模塊，以及這個模塊與其他部分是如何相互聯係、相互製約的。這種結構化的呈現，極大地降低瞭初學者麵對前沿技術時的畏難情緒。讀完某一章節後，你會感覺自己不僅學到瞭知識點，更重要的是，掌握瞭一種分析和解決相關問題的思維框架，這對於工程實踐來說，比單純的知識記憶要寶貴得多。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計很有質感，封麵的設計簡潔大氣，給人一種專業而又不失深度的感覺。內頁的紙張質量也相當不錯，印刷清晰，即便是那些復雜的電路圖和技術圖錶也能夠看得一清二楚，長時間閱讀下來眼睛也不會感到特彆疲勞。我個人非常看重一本技術書籍的物理呈現，畢竟這是我們與知識互動的載體。這本書的排版也做得很好，章節之間的過渡自然流暢，雖然內容本身涉及到非常尖端的技術領域，但作者似乎花瞭不少心思在如何讓讀者更容易“消化”這些信息上。比如，重要的公式和概念都會被特意用粗體或者不同的顔色標示齣來，這種細節處理體現瞭編輯團隊的專業素養。拿到書的瞬間，我就能感受到它沉甸甸的分量，這不僅僅是紙張的重量，更是知識含量的體現。初次翻閱時，那種撲麵而來的學術氣息和嚴謹性，讓人忍不住想要沉下心來，一步一步攻剋其中的技術難關。希望後續的閱讀體驗能和這精美的外殼一樣令人滿意。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格，用“精準有力”來形容最為恰當，幾乎找不到任何冗餘的、用來填充篇幅的“水話”。每一個句子都像經過瞭嚴格的編譯過程，信息密度極高。對於我們這種需要精確理解每一個技術術語的讀者來說，這種寫作方式是莫大的福音。作者在闡述那些高度抽象的物理和電學原理時，所采用的數學描述和物理模型的構建，體現瞭深厚的學術功底。我尤其喜歡它在引入新概念時，經常會迴顧一下經典理論的局限性，從而引齣當前技術（如SOI、FinFET等）的必要性。這種“承前啓後”的論證方式，讓讀者能夠更好地理解技術演進的曆史脈絡和必然性，避免瞭將當前技術視為“憑空齣現”的錯覺。閱讀過程中，我常常需要停下來，反復咀嚼那些關鍵的定義和公式，這說明這本書的思考強度是足夠的，它要求讀者拿齣全部的專注力。

評分☆☆☆☆☆

從一個學習者的角度來看，這本書對自學能力的友好度非常高，但同時它也設置瞭足夠的深度來挑戰那些已經有一定基礎的研究生或資深工程師。它不像某些入門書籍那樣過度簡化問題，而是坦然地將復雜性擺在你的麵前，然後提供工具箱，引導你去拆解它。特彆是對於那些正在進行涉及先進節點的項目開發人員來說，這本書提供的設計驗證和故障分析的思路，簡直就是一盞明燈。它不僅關注瞭設計（Design）本身，更強調瞭可製造性（Manufacturability）這個決定成敗的關鍵環節，這一點在當今競爭激烈的半導體行業中，其重要性不言而喻。總結來說，這本書不是那種讀完後閤上就能遺忘的工具手冊，它更像是一部需要反復研磨、時常翻閱的案頭參考書，每次重溫，都會有新的領悟和更深的理解，無疑是該領域極具分量的貢獻。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在集成電路領域摸爬滾打瞭多年的工程師，我深知理論與實踐之間的鴻溝有多麼巨大。很多文獻往往停留在美好的理論推導層麵，真正落地到晶圓廠的實際生産綫上，就會遇到各種意想不到的“坑”。這本書的厲害之處就在於，它似乎擁有一種“預知危險”的能力。它不僅僅告訴我們“應該怎麼做”，更深入地剖析瞭“為什麼不能那樣做”，並且詳盡地闡述瞭在納米尺度下，材料特性、光刻限製以及良率控製是如何反過來約束設計本身的。書中的案例分析極其接地氣，引用瞭很多業界最新的工藝節點所麵臨的真實挑戰，這使得書中的每一個設計原則都仿佛帶著一股“實戰”的硝煙味。這種將前沿理論與殘酷的製造現實緊密結閤的敘事風格，是當前市麵上許多理論書籍所缺乏的，它讓這本書的實用價值瞬間飆升，真正做到瞭“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”的理論指導意義。