图解入门 半导体元器件精讲
本书改编自东芝株式会社内部培训用书。为了让读者理解以硅(Si)为中心的半导体元器件,笔者用了大量的图解方式进行说明。理解半导体元器件原理最有效的图,其实是能带图。全书共7章,包括半导体以及MOS晶体管的简单说明、半导体的基础物理、PN结二极管、双极性晶体管、MOS电容器、MOS晶体管和超大规模集成电路器件。在本书最后,附加了常量表、室温下(300K)的Si基本常量、MOS晶体管、麦克斯韦玻尔兹曼分布函数、关于电子密度n以及空穴密度p的公式、质量作用定律、PN结的耗尽层宽度、载流子的产生与复合、小信号下的共发射极电路的电流放大倍数、带隙变窄以及少数载流子迁移率、阈值电压Vth、关于漏极电流ID饱和的解释。
本书主要面向具有高中数理基础的半导体初学者,也可供半导体、芯片从业者阅读。
图解入门——半导体制造工艺基础精讲(原书第4版)
本书以图解的方式深入浅出地讲述了半导体制造工艺的各个技术环节。全书共分为12章,包括半导体制造工艺全貌、前段制程概述、清洗和干燥湿法工艺、离子注入和热处理工艺、光刻工艺、刻蚀工艺、成膜工艺、平坦化 (CMP)工艺、CMOS工艺流程、后段制程工艺概述、后段制程的趋势、半导体工艺的新动向。本书适合与半导体业务相关的人士、准备涉足半导体领域的人士、感兴趣的职场人士、学生等参考。
图解入门 半导体元器件精讲
前言
第1章 半导体以及MOS晶体管的简单说明/
1.1半导体的历史/
1.2半导体的概述/
1.3MOS晶体管的概述/
习题/
习题解答/
第2章 半导体的基础物理/
2.1能带/
2.1.1电子是粒子还是波/
2.1.2非连续的能级/
2.1.3能带(连续能级)/
2.2费米统计与半导体/
2.2.1费米-狄拉克分布函数/
2.2.2绝缘体、半导体、金属的区别/
2.2.3本征半导体/
2.2.4N型以及P型半导体/
2.3电中性条件以及质量作用定律/
2.3.1电中性条件/
2.3.2质量作用定律/
2.3.3电子与空穴的密度/
2.4扩散与漂移/
2.4.1扩散电流/
2.4.2漂移电流/
2.4.3电子与空穴的电流密度/
2.5静电场的基本公式/
2.5.1静电场的基本公式/
2.5.2电荷密度、电场、电动势的图解/
习题/
习题解答/
第3章 PN结二极管/
3.1PN结二极管的结构以及整流作用/
3.1.1PN结二极管的构造/
3.1.2整流作用/
3.2能带图(接地时)/
3.2.1接合之前的能带图/
3.2.2接合之后的能带图/
3.2.3能带图与电荷密度、电场及电动势/
3.3能带图(施加偏置时)/
3.3.1反向偏置时的能带图/
3.3.2正向偏置时的能带图/
3.4电流电压特性/
3.4.1扩散长度/
3.4.2空间电荷区中的PN积/
3.4.3正向偏置下的电流电压特性/
3.4.4反向偏置下的电流电压特性/
习题/
习题解答/
第4章 双极性晶体管/
4.1双极性晶体管的能带图/
4.1.1双极性晶体管的结构/
4.1.2能带图/
4.2电流放大倍数与截止频率/
4.2.1电流放大倍数/
4.2.2电流放大倍数的导出/
4.2.3截止频率/
习题/
习题解答/
第5章 MOS电容器/
5.1MOS电容器的C-V特性/
5.1.1电容的说明/
5.1.2MOS电容器的电容/
5.2MOS结构的能带图/
5.2.1能带图(接地)/
5.2.2能带图(施加栅极电压的情况)/
5.3C-V特性的频率依赖性/
5.3.1低频下的C-V特性/
5.3.2高频下的C-V特性/
习题/
习题解答/
第6章 MOS晶体管/
6.1MOS晶体管的工作原理/
6.1.1MOS晶体管构造/
6.1.2电动势分布与电子流动/
6.2电流电压特性/
6.2.1线性区以及饱和区/
6.2.2电流电压特性的简单公式/
6.2.3考虑漏极电压VD情况下的漏极电流ID的式子/
6.2.4漏极电流ID饱和的理由/
6.2.5亚阈值区/
6.3NMOS与PMOS/
6.4反相器/
6.4.1电阻负载型反相器/
6.4.2CMOS反相器/
习题/
习题解答/
图解入门——半导体制造工艺基础精讲(原书第4版)
原书前言
半导体制造工艺全貌/
1-1半导体工艺简介/
1-2前段制程和后段制程的区别/
1-3循环型的前段制程半导体工艺/
1-4前端工艺和后端工艺/
1-5什么是硅晶圆?/
1-6硅晶圆是如何制造的?/
1-7硅的特性是什么?/
1-8硅晶圆所需的洁净度/
1-9硅晶圆在fab中的使用方法/
1-10晶圆的大直径化/
1-11与产品化相关的后段制程/
1-12后段制程使用的工艺是什么?/
2-1追求微细化的前段制程工艺/
2-2批量制造芯片的前段制程/
2-3在没有“等待”的工艺中进行必要的检查和监控/
2-4前段制程fab的全貌/
2-5fab的生产线构成——什么是Bay方式?/
2-6晶圆厂需要尽早提升良品率/
3-1始终保持洁净的清洗工艺/
3-2清洗方法和机理/
3-3基础清洗——RCA清洗/
3-4新清洗方法的例子/
3-5批量式和单片式之间的区别/
3-6吞吐量至关重要的清洗工艺/
3-7清洗后必不可少的干燥工艺/
3-8新的干燥工艺/
3-9湿法工艺和干法清洗/
4-1注入杂质的离子注入技术/
4-2需要高真空的离子注入工艺/
4-3用于不同目的的离子注入工艺/
4-4离子注入后的晶格恢复处理/
4-5各种热处理工艺/
4-6最新的激光退火工艺/
4-7LSI制造和热预算/
5-1复制图形的光刻工艺/
5-2光刻工艺的本质就是照相/
5-3推动微细化的曝光技术的演变/
5-4掩膜版和防尘薄膜/
5-5相当于相纸的光刻胶/
5-6涂布光刻胶膜的涂胶机/
5-7曝光后必需的显影工艺/
5-8去除不要的光刻胶灰化工艺/
5-9浸液曝光技术现状/
5-10什么是双重图形?/
5-11追求进一步微细化的EUV 技术/
5-12纳米压印技术/
6-1刻蚀工艺流程和刻蚀偏差/
6-2方法多样的刻蚀工艺/
6-3刻蚀工艺中不可或缺的等离子体/
6-4RF(射频)施加方式有什么不同?/
6-5各向异性的机理/
6-6干法刻蚀工艺的挑战/
7-1LSI功能不可或缺的成膜工艺/
7-2方法多样的成膜工艺/
7-3受基底形状影响的成膜工艺/
7-4直接氧化晶圆的氧化工艺/
7-5热CVD和等离子体CVD/
7-6金属膜所需要的溅射工艺/
7-7Cu(铜)布线不可缺少的电镀工艺/
7-8Low-k(低介电常数)膜所使用的涂布工艺/
7-9High-k栅极堆叠工艺/
7-10Cu/Low-k工艺/
8-1多层布线不可或缺的CMP工艺/
8-2采用先进光刻技术的CMP工艺/
8-3回归湿法工艺的CMP设备/
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