


《半导体器件与工艺》构建了半导体器件原理与制造工艺的完整知识体系,全书共 6 章,按照“基础理论—核心器件—制造工艺—检测技术”的框架展开。首先介绍了半导体器件物理的基础知识,然后系统解析了二极管、双极型晶体管、场效应晶体管等代表性半导体器件的工作机理,之后完整呈现了集成电路的制造流程与设备,最后介绍了相关量测工艺与设备。书中通过“结构—特性—应用”三维模型,形成了完整的认知闭环。全书践行产学研协同理念,联合上海积塔半导体有限公司等企业,融入晶圆级制造及车规级芯片产业化成果,依托联合实验室,融合经典理论与异构集成技术,兼具学术深度与产业前瞻性。
本书适合芯片制造与设计人员、半导体工艺和设备工程师阅读,也适合作为高等院校微电子科学与工程、电子科学与技术等相关专业的教材。
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前言
第1章 半导体器件物理基础
1.1 固体物理概述
1.1.1 固体物理基础
1.1.2 晶体结构与对称性
1.2 能带理论
1.2.1 晶体能带的形成
1.2.2 价带、导带和禁带
1.2.3 布里渊区和能带结构
1.2.4 费米能级
1.3 载流子行为
1.3.1 载流子的定义
1.3.2 本征激发
1.3.3 产生机制与能带关联
1.3.4 载流子与材料导电性的关系
1.3.5 半导体材料分类及载流子特性分析
1.3.6 载流子的漂移运动
1.3.7 载流子的扩散运动
1.3.8 双极输运现象
1.4 PN结及其特性
1.4.1 PN结的形成
1.4.2 PN结零偏
1.4.3 PN结反偏
1.4.4 PN结正偏
1.4.5 PN结应用
第2章 二极管
2.1 PN结二极管
2.1.1 PN结的基本结构
2.1.2 PN结电流
2.1.3 边界条件
2.1.4 PN结的能带图和耗尽层
2.2 雪崩二极管
2.2.1 雪崩击穿
2.2.2 雪崩二极管简介
2.2.3 雪崩二极管的伏安特性曲线
2.3 齐纳二极管
2.3.1 齐纳击穿
2.3.2 齐纳二极管简介
2.3.3 齐纳二极管的伏安特性曲线
2.4 发光二极管
2.4.1 基本结构与工作原理
2.4.2 特征曲线
2.4.3 实用案例
第3章 双极型晶体管
3.1 基本结构与工作原理
3.1.1 NPN型晶体管
3.1.2 PNP型晶体管
3.2 特性曲线
3.2.1 共基极直流特性曲线族
3.2.2 共发射极直流特性曲线族
3.2.3 不正常的输出特性分析
3.3 双极型晶体管应用实例
3.3.1 NPN型晶体管的应用电路设计
3.3.2 PNP型晶体管的应用电路设计
3.3.3 NPN型与PNP型晶体管混合应用
3.3.4 NPN型与PNP型晶体管的优缺点分析
第4章 场效应晶体管
4.1 结型场效应晶体管
4.1.1 结型场效应晶体管的基本结构
4.1.2 结型场效应晶体管的基本原理(以N沟JFET为例)
4.1.3 结型场效应晶体管的特性曲线
4.1.4 MESFET
4.1.5 结型场效应晶体管的直流特性与低频小信号参数
4.1.6 结型场效应晶体管的交流小信号参数
4.1.7 结型场效应晶体管的交流特性
4.1.8 结型场效应晶体管结构举例
4.2 绝缘栅场效应晶体管
4.2.1 绝缘栅场效应晶体管的基本概念
4.2.2 绝缘栅场效应晶体管技术发展历程
4.2.3 绝缘栅场效应晶体管的结构组成
4.2.4 绝缘栅场效应晶体管的工作原理
4.2.5 绝缘栅场效应晶体管的分类
4.2.6 绝缘栅场效应晶体管的主要特性
4.2.7 绝缘栅场效应晶体管的主要应用领域
4.2.8 未来挑战与创新方向
4.3 金属-氧化物-半导体场效应晶体管
4.3.1 基本结构与工作原理
4.3.2 特性曲线
第5章 集成电路制造工艺与设备
5.1 集成电路制造概述
5.1.1 硅片制造厂
5.1.2 集成电路的制造步骤
5.2 图形生成工艺与设备
5.2.1 图形生成工艺概述
5.2.2 基本光刻工艺流程
5.2.3 光刻技术中的常见问题
5.2.4 图形生成设备
5.3 增材工艺与设备
5.3.1 化学气相淀积
5.3.2 APCVD
5.3.3 LPCVD
5.3.4 PECVD
5.3.5 薄膜质量控制
5.3.6 物理气相淀积
5.3.7 真空蒸镀
5.3.8 溅射
5.3.9 直流溅射
5.3.10 射频溅射
5.3.11 磁控溅射
5.3.12 其他溅射方法
5.4 减材工艺与设备
5.4.1 减材工艺设备概述
5.4.2 湿法刻蚀的工艺原理与设备
5.4.3 干法刻蚀的工艺原理与设备
5.4.4 CMP的工艺原理与设备
5.5 材料改性工艺与设备
5.5.1 材料改性工艺概述
5.5.2 离子注入工艺和设备
5.5.3 离子注入激活工艺
第6章 量测工艺与设备
6.1 半导体工艺监测与测量
6.1.1 半导体工艺监测内容与需求
6.1.2 外观监测
6.1.3 颗粒监测
6.1.4 带图案晶圆的缺陷监测
6.2 红外检验技术
6.2.1 红外检验的原理及应用
6.2.2 红外显微镜
6.2.3 红外显微镜使用的检测器
6.2.4 红外显微镜的灵敏度
6.2.5 红外显微镜系统的参量
6.2.6 热显微照相
6.2.7 扫描时间极限
6.2.8 高速扫描显微镜
6.3 形貌检测技术
6.3.1 扫描电子显微镜技术
6.3.2 重叠监测
6.4 膜厚测量与截面测量技术
6.4.1 膜厚测量的原理
6.4.2 截面测量技术
6.4.3 TEM制样技术
6.5 缺陷分析
6.5.1 缺陷分析的基础知识
6.5.2 利用FBM进行比较
后折页
封底
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