微電子技術概論

前言

　　自20世紀50年代晶體管誕生以來，微電子技術發(fā)展異常迅速，目前已進入超大規(guī)模集成電路和系統(tǒng)集成時代，微電子已經(jīng)成了整個信息時代的標志和基礎。可以毫不夸張地說，沒有微電子技術就沒有今天的信息社會。　　各種電子系統(tǒng)都需要大量的集成電路芯片，這樣，除了從事微電子專業(yè)的人員之外，其他相關專業(yè)如計算機、電子學、自動控制、通信等領域的人員都非常需要和渴望了解微電子知識。該課程的主要目的是使學生對微電子學的基本知識有一個比較系統(tǒng)、全面的了解和認識。這對于培養(yǎng)新型信息領域的人才是非常重要的。該課程的另一個目的是使剛?cè)胄２痪玫奈㈦娮訉I(yè)的學生了解什么是微電子、微電子的研究領域是什么，通過該課程對微電子有一個全面的、概要的了解，培養(yǎng)對微電子的興趣。在編寫這本教材時，我們依據(jù)兩個原則：第一是通過本書的學習，能夠?qū)ξ㈦娮訉W有一個全面的、概要的了解；第二是即使是讓業(yè)內(nèi)人士讀完之后也不覺得膚淺，要能體現(xiàn)出微電子學發(fā)展極為迅速的特點，并把微電子學領域的一些最新觀點、最新成果涵蓋其中?！　”窘滩挠纱筮B職業(yè)技術學院的孟祥忠任主編并統(tǒng)稿，其中：第1章、第2章由趙麗芳（南京信息職業(yè)技術學院）、孟祥忠編寫，第3章由袁濤（四川工程職業(yè)技術學院）編寫，第4章由夏江華（四川航天職業(yè)技術學院）、孟祥忠編寫，第5章及第7章由王曉袁（大連東軟信息學院）、王靜（大連職業(yè)技術學院）編寫，第6章由李寧寧（大連東軟信息學院）編寫，附錄由王靜編寫?！　”緯诰帉戇^程中得到了北京大學軟件與微電子學院院長張興的熱情指導和幫助，在此表示感謝。

內(nèi)容概要

本書為微電子技術專業(yè)的入門教材。主要內(nèi)容包括微電子科學技術的發(fā)展歷程及微電子學的特點，半導體物理與器件基礎，集成電路基礎，集成電路制造工藝，集成電路的設計，集成電路設計的CAD系統(tǒng)以及系統(tǒng)芯片設計。    本書內(nèi)容安排合理，堅持“實用為主，夠用為度”的原則，結構清晰，語言通俗易懂。通過本書的學習，既對微電子學有一個全面的、概要的了解，學習后又不覺得膚淺，并把微電子學領域的一些最新觀點、最新成果涵蓋其中。    本書可作為高職高專電子信息類、電氣類各專業(yè)的教材，也可供微電子技術專業(yè)人員參考。

書籍目錄

前言第1章　緒論  1.1　微電子科學技術的發(fā)展歷程  　1.1.1　晶體管的發(fā)明　  1.1.2　集成電路的發(fā)展歷史及規(guī)律　  1.1.3　我國微電子技術的發(fā)展概況  1.2　微電子學的特點  習題一第2章　半導體物理與器件基礎　2.1　半導體的特性　  2.1.1　半導體材料　  2.1.2　半導體的晶格結構　  2.1.3　半導體能帶結構　  2.1.4　半導體的導電性　2.2　半導體中的載流子　  2.2.1　本征半導體　  2.2.2　雜質(zhì)半導體　  2.2.3　半導體中載流子的統(tǒng)計分布　2.3　PN結　  2.3.1　平衡狀態(tài)下的PN結　  2.3.2  PN結的單向?qū)щ娦浴? 2.3.3  PN結的伏一安特性　  2.3.4  PN結的擊穿　  2.3.5  PN結電容　  2.3.6　異質(zhì)PN結　2.4　雙極型晶體管　  2.4.1　雙極型晶體管的基本結構　  2.4.2　雙極型晶體管的直流放大原理　  2.4.3　雙極型晶體管的直流特性　  2.4.4　雙極型晶體管的反向電流和擊穿電壓　  2.4.5　雙極型晶體管的頻率特性　2.5  MOS場效應晶體管　  2.5.1  MOS場效應晶體管的基本結構  　2.5.2  MOS場效應晶體管的工作原理　  2.5.3  MOS場效應晶體管的直流特性曲線　  習題二第3章　集成電路基礎  3.1　概述　  3.1.1　集成電路的分類　  3.1.2　集成電路的發(fā)展史　  3.1.3　集成電路制造簡介　3.2　雙極型晶體管集成電路基礎　  3.2.1　平面雙極型晶體管的結構　  3.2.2　雙極型晶體管模擬集成電路　  3.2.3　雙極型晶體管數(shù)字集成電路　3.3　場效應晶體管集成電路基礎　  3.3.1　集成電路中的場效應晶體管　  3.3.2  MOS集成電路　  3.3.3  CMOS集成電路　  3.3.4  BiCMOS集成電路　習題三第4章　集成電路制造工藝　4.1　工藝技術　4.2　基本工藝步驟　4.3　CMOS集成電路的工藝流程　4.4　氧化　  4.4.1　SiO2的性質(zhì)及其作用  　4.4.2　熱氧化形成SiO2的機理　  4.4.3　SiO2的制備方法　  4.4.4　高溫爐設備　  4.4.5　熱氧化工藝　4.5　光刻　  4.5.1　光刻工藝簡介　  4.5.2　幾種常見的光刻方法　  4.5.3　超細線條光刻技術　4.6　刻蝕　4.7　擴散　  4.7.1　擴散的基本原理　  4.7.2　擴散工藝　4.8　離子注入　  4.8.1　離子注入簡介　  4.8.2　離子注入的原理　……第5章　集成電路設計第6章　集成電路設計的EDA系統(tǒng)　第7章　系統(tǒng)芯片設計附錄參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　自然界和人類社會的一切活動都在產(chǎn)生信息。信息是客觀事物狀態(tài)和運動特征的一種普遍形式，是人類社會、經(jīng)濟活動的重要資源。如今的社會是個信息化、網(wǎng)絡化和數(shù)字化的社會。實現(xiàn)社會信息化的網(wǎng)絡及其關鍵部件，不管是各種計算機還是通信設備，它們的基礎都是微電子技術?！　∪祟愐呀?jīng)進入信息化社會，而微電子技術是信息社會發(fā)展的基石?？梢哉f沒有微電子技術就沒有今天大家所熟悉的計算機、手機、數(shù)碼相機、攝像機、MP3、MP4等電子產(chǎn)品，所以我們每個人基本上都隨身攜帶有幾十億個晶體管，而每個家庭平均就擁有約100個芯片。由于集成電路的原材料主要是硅，因此有人認為，我們已經(jīng)進入到了硅器時代。　　微電子技術的高速發(fā)展不僅影響到我們的生活質(zhì)量，還影響到我國的國民經(jīng)濟、國防建設。一個日本經(jīng)濟學家認為，誰控制了超大規(guī)模集成電路技術誰就控制了世界產(chǎn)業(yè)；英國有人則認為，如果哪個國家不掌握半導體技術，哪個國家就會立刻加入不發(fā)達國家行列。　　微電子技術具有極強的滲透性，幾乎所有傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)都與微電子技術相結合，用集成電路芯片進行智能化改造，使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級換代，重新煥發(fā)青春。微電子技術已經(jīng)成了整個信息時代的標志，各種電子信息系統(tǒng)都離不開集成電路芯片。所以除了微電子專業(yè)人員之外，其他相關專業(yè)如計算機、電子學、自動化、通信等領域的人員都非常需要了解微電子技術知識。

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