微电子与集成电路设计导论

作者
方玉明
丛书名
微电子与集成电路设计系列规划教材
出版社
电子工业出版社
ISBN
9787121386503
简要
简介
内容简介 本书是“十三五”江苏省高等学校重点教材。内容从通俗性和实用性出发,全面介绍微电子科学与工程专业所需学习的各项基本理论和知识。全书共6章,主要包括:微电子学基础(概论)、半导体物理基础、半导体器件物理基础、半导体集成电路制造工艺、集成电路基础、新型微电子技术。并配套电子课件、习题参考答案等。本书可作为高等学校微电子科学与工程专业“微电子导论”课程的基础教材,也可供相关领域的工程技术人员学习和参考。
目录




第1章 概论\t1

1.1 微电子学的概念\t1

1.2 微电子学的战略地位\t3

1.3 微电子学的发展历史\t7

1.3.1 晶体管的发展历史\t7

1.3.2 集成电路的发展历史\t9

1.4 集成电路的分类\t12

1.5 微电子产业的发展现状\t15

1.6 微电子技术的发展\t20

1.7 本章小结\t26

思考题\t27

第2章 半导体物理基础\t28

2.1 半导体材料及其基本性质\t28

2.2 硅的晶格结构\t29

2.3 硅晶体中的缺陷\t32

2.4 半导体中的能带理论\t34

2.5 半导体的掺杂\t36

2.6 费米分布函数\t39

2.7 载流子的输运\t40

2.7.1 半导体中的载流子\t40

2.7.2 半导体中的载流子浓度\t40

2.7.3 载流子的输运机制\t42

2.8 连续性方程\t44

2.9 本章小结\t45

2.10 扩展阅读内容\t45

2.10.1 载流子的漂移运动与迁移率

的推导\t45

2.10.2 载流子扩散运动的推导\t46

思考题\t47

第3章 半导体器件物理基础\t48

3.1 PN结\t48

3.1.1 平衡PN结\t49

3.1.2 PN结能带\t50

3.1.3 正向偏置的PN结\t51

3.1.4 反向偏置的PN结\t52

3.1.5 PN结的伏安特性\t53

3.1.6 PN结电容\t54

3.1.7 PN结击穿\t55

3.1.8 PN结的应用\t58

3.2 双极型晶体管\t60

3.2.1 晶体管的结构及类型\t61

3.2.2 晶体管的电流放大原理\t62

3.2.3 晶体管中载流子浓度分布\t63

3.2.4 晶体管的伏安特性曲线\t65

3.2.5 晶体管的频率特性\t69

3.2.6 晶体管的大电流特性\t71

3.3 MOSFET\t76

3.3.1 N沟道增强型MOSFET的

器件结构\t76

3.3.2 N沟道增强型MOSFET的

能带图\t77

3.3.3 阈值电压\t79

3.3.4 工作原理\t81

3.3.5 特性曲线\t82

3.3.6 N沟道耗尽型MOSFET\t83

3.3.7 P沟道MOSFET及不同类型MOSFET特性比较\t84

3.3.8 MOS功率场效应晶体管\t85

3.4 JFET\t86

3.4.1 JFET的基本结构\t86

3.4.2 JFET的工作原理\t87

3.4.3 JFET的输出特性曲线\t88

3.5 MESFET的基本结构和工作

原理\t89

3.6 本章小结\t89

3.7 扩展阅读内容\t90

思考题\t91

第4章 半导体集成电路制造工艺\t93

4.1 单晶生长及衬底制备\t93

4.1.1 单晶生长\t93

4.1.2 衬底制备\t95

4.2 光刻\t96

4.3 刻蚀\t101

4.4 掺杂技术\t103

4.4.1 扩散\t103

4.4.2 离子注入\t106

4.5 制膜技术\t108

4.5.1 氧化\t109

4.5.2 化学气相淀积\t115

4.5.3 物理气相淀积\t122

4.6 接触与互连\t124

4.7 隔离技术\t125

4.8 封装技术\t126

4.9 主要器件和工艺流程示例\t127

4.9.1 PN结\t127

4.9.2 晶体管的制造工艺\t128

4.9.3 双极型集成电路的工艺

流程\t129

4.9.4 MOS集成电路的工艺

流程\t132

4.10 本章小结\t134

思考题\t134

第5章 集成电路基础\t136

5.1 集成电路概述\t136

5.1.1 集成电路的性能指标\t136

5.1.2 集成电路的组成要素\t137

5.1.3 集成电路的分类\t138

5.1.4 集成电路的发展\t138

5.2 数字集成电路\t139

5.2.1 数字逻辑简介\t139

5.2.2 CMOS反相器性能指标\t141

5.2.3 CMOS逻辑门电路\t148

5.2.4 CMOS集成电路的特点\t154

5.3 双极型和BiCMOS集成电路\t155

5.3.1 双极型集成电路\t155

5.3.2 BiCMOS集成电路\t156

5.4 模拟集成电路\t157

5.4.1 放大器的性能指标\t157

5.4.2 3种组态放大器\t159

5.4.3 差分放大器\t165

5.4.4 基准电压源\t167

5.4.5 基准电流源\t168

5.4.6 运算放大电路\t168

5.5 集成电路版图\t170

5.5.1 版图设计规则\t170

5.5.2 布图规则及布局布线技术\t172

5.5.3 数字电路版图设计\t174

5.5.4 模拟电路版图设计\t175

5.6 集成电路设计工具介绍\t176

5.6.1 概述\t176

5.6.2 Cadence工具介绍\t176

5.6.3 ADS工具介绍\t177

5.6.4 Aether工具介绍\t179

5.7 大规模集成电路基础\t180

5.7.1 按比例缩小的基本理论——CE理论\t181

5.7.2 按比例缩小的CV理论\t182

5.7.3 按比例缩小的QCV理论\t183

5.8 集成电路设计方法学\t183

5.9 本章小结\t184

思考题\t185

第6章 新型微电子技术\t187

6.1 SoC技术\t187

6.1.1 SoC技术现状及其分类\t187

6.1.2 SoC发展中的焦点技术\t188

6.1.3 SoPC\t190

6.2 微机电系统(MEMS)技术\t191

6.2.1 微机电系统的特点\t191

6.2.2 微机电系统的分类\t192

6.2.3 微机电系统的工艺材料\t193

6.2.4 微机电系统的应用领域\t194

6.3 生物芯片技术\t195

6.3.1 生物芯片发展历史\t195

6.3.2 生物芯片分类\t196

6.3.3 生物芯片的应用前景\t196

6.4 纳电子技术\t196

6.4.1 纳电子器件\t197

6.4.2 纳电子材料\t199

6.5 纳米相关技术\t200

6.6 本章小结\t203

思考题\t204

参考文献\t205



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