集成電路技術基礎

第1章  星火燎原——集成電路技術概述      001
1.1  集成電路技術的發(fā)展歷程      002
1.2  集成電路基本概念      007
1.2.1  集成電路關鍵詞      007
1.2.2  集成電路分類      008
1.3  集成電路技術的生命力      010
1.3.1  半導體材料技術的突飛      010
1.3.2  集成電路工藝技術的猛進      014
1.3.3  集成電路技術向其他學科的滲透      014
習題      016
拓展學習      016
第2章  電子世界的基石——半導體物理      017
2.1  半導體材料的構(gòu)成      018
2.2  半導體材料的晶體結(jié)構(gòu)      019
2.2.1  晶體結(jié)構(gòu)概述      019
2.2.2  單晶硅的晶體結(jié)構(gòu)      020
2.2.3  晶向及晶面      022
2.3  本征半導體      024
2.4  能級及能帶      025
2.4.1  量子態(tài)和孤立原子的能級      025
2.4.2  能帶的形成      026
2.4.3  固體材料的能帶      028
2.5  本征載流子濃度      029
2.6  雜質(zhì)半導體及載流子濃度      031
2.6.1  雜質(zhì)半導體      031
2.6.2  雜質(zhì)半導體載流子濃度      034
2.6.3  雜質(zhì)補償      036
2.7  載流子的輸運現(xiàn)象      038
2.7.1  熱運動      038
2.7.2  漂移運動      038
2.7.3  擴散運動      042
2.7.4  電流密度方程與愛因斯坦關系式      043
習題      045
拓展學習      045
第3章  集成電路的積木——半導體器件      046
3.1  PN結(jié)      047
3.1.1  熱平衡PN結(jié)      047
3.1.2  平衡費米能級和內(nèi)建電勢      048
3.1.3  理想PN結(jié)的伏安特性      049
3.1.4  PN結(jié)的擊穿      053
3.1.5  PN結(jié)的電容效應      054
3.2  雙極晶體管      055
3.2.1  晶體管的結(jié)構(gòu)及類型      055
3.2.2  晶體管內(nèi)的載流子輸運      056
3.2.3  晶體管的電流放大系數(shù)      057
3.2.4  晶體管的直流特性曲線      058
3.2.5  晶體管的反向漏電流和反向擊穿      060
3.2.6  晶體管的頻率特性      060
3.3  MOSFET      061
3.3.1  MOSFET的基本結(jié)構(gòu)      061
3.3.2  MIS結(jié)構(gòu)及其特性      062
3.3.3  MOSFET的閾值電壓      065
3.3.4  MOSFET的直流特性      065
3.3.5  MOSFET的分類      068
習題      069
拓展學習      069
第4章  “高樓大廈”平地起——集成電路制造工藝技術      070
4.1  集成電路制造工藝特點      071
4.2  基本單步工藝技術      073
4.2.1  拍照技術——光刻      073
4.2.2  溝槽技術——刻蝕      076
4.2.3  摻雜技術——擴散與離子注入      077
4.2.4  薄膜技術——淀積與氧化      080
4.2.5  拋光技術——化學機械拋光      082
4.2.6  新型微納加工技術——納米壓印      085
4.3  工藝集成技術      089
4.3.1  BJT工藝流程      089
4.3.2  CMOS工藝流程      091
4.3.3  VDMOS工藝流程      100
4.4  基于EDA工具的工藝模擬仿真      101
4.4.1  工藝模擬仿真工具      101
4.4.2  MOSFET工藝模擬實例      102
習題      113
拓展學習      113
第5章  想法照進現(xiàn)實——集成電路設計      114
5.1  集成電路概述      115
5.2  集成電路設計      117
5.2.1  集成電路按功能的分類      117
5.2.2  模擬集成電路設計      119
5.2.3  數(shù)字集成電路設計      121
5.3  集成電路設計工具EDA      122
5.3.1  全球EDA格局      123
5.3.2  我國EDA發(fā)展      124
5.4  基于EDA工具的CMOS反相器的設計實例      126
5.4.1  CMOS反相器原理基本介紹      126
5.4.2  反相器電路設計      126
5.4.3  反相器電路仿真      129
5.4.4  反相器版圖繪制      131
5.4.5  反相器版圖驗證      135
習題      141
拓展學習      141
第6章  披袍擐甲——集成電路封測技術      142
6.1  封裝概述      143
6.1.1  封裝的概念      143
6.1.2  封裝的作用及要求      143
6.1.3  封裝的分類      144
6.2  芯片互連技術      145
6.2.1  引線鍵合      145
6.2.2  載帶自動焊      146
6.2.3  倒裝焊      146
6.3  典型封裝技術      147
6.3.1  DIP、SIP和PGA——插孔式封裝      147
6.3.2  QFP、SOP和BGA——表面貼裝式封裝      147
6.3.3  CSP——芯片級封裝      148
6.4  封裝工藝流程      149
6.5  封裝工藝實例      152
6.5.1  DIP實例      152
6.5.2  BGA實例      156
6.6  3D封裝技術      159
6.7  集成電路測試技術      162
6.7.1  可靠性測試      162
6.7.2  電學特性測試      165
6.7.3  測試技術趨勢      167
習題      168
拓展學習      168
第7章  在路上——半導體技術發(fā)展      169
7.1  半導體供應鏈      170
7.1.1  制造設備供應      170
7.1.2  國產(chǎn)制造設備發(fā)展      171
7.1.3  材料供應      171
7.2  第三代半導體“彎道超車”      174
7.2.1  SiC功率電子器件      174
7.2.2  GaN功率電子器件      176
7.3  MEMS技術      178
7.3.1  MEMS概述      178
7.3.2  MEMS發(fā)展      179
7.3.3  MEMS工藝      180
7.3.4  MEMS典型產(chǎn)品實例      181
習題      184
拓展學習      184
參考文獻      185