图书简介:
目 录
Session 1 Introduction to Semiconductor
1.1 What is Semiconductor
1.2 Classification of Semiconductor
Reading Materials
Session 2 Crystal Structure
2.1 Primitive Cell and Crystal Plane
2.2 Atomic Bonding
Reading Materials
Session 3 Band Model
3.1 Introduction to Quantum Mechanics
3.2 Band
3.3 Effective Mass Theory
Reading Materials
Session 4 The Semiconductor in Equilibrium
4.1 Charge Carriers in Semiconductor
4.2 Intrinsic Semiconductor
4.3 Extrinsic Semiconductor
Reading Materials
Session 5 Carrier Transport
5.1 Overview of Carrier Transport
5.2 Low Field Transport
5.3 High Field Transport
5.4 Diffusion Current
Session 6 Nonequilibrium Excess Carriers in Semiconductor
6.1 Recombination
6.2 Minority Carrier Lifetime
6.3 Ambipolar Transport
Reading Materials
Session 7 The pn Junction ( Ⅰ )
7.1 Introduction
7.2 Basic Structure of the pn Junction
7.3 Energy Bands for a pn Junction
7.4 Ideal CurrentVoltage Relationship
7.5 Characteristics of a Practical Diode
Reading Materials
Session 8 The pn Junction( Ⅱ )
8.1 Breakdown in pn Junction
8.2 SmallSignal Diffusion Resistance of the pn Junction
8.3 Junction Capacitance
8.4 Diffusion or Storage Capacitance
8.5 Diode Transients
8.6 Circuit Models for Junction Diodes
Reading Materials
Session 9 MetalSemiconductor Contacts
9.1 Schottky Contacts
9.2 Ohmic Contacts
Reading Materials
Session 10 Heterojunctions
10.1 Strain and Stress at Heterointerfaces
10.2 Heterojunction Materials
10.3 EnergyBand Diagrams
Reading Materials.
Session 11 The Bipolar Junction Transistor ( Ⅰ )
11.1 The Bipolar Junction Transistor Construction
11.2 Transistor Action
11.3 Nonideal Effects
11.4 Base Resistance
Reading Materials
Session 12 The Bipolar Junction Transistor ( Ⅱ )
12.1 Breakdown Voltage
12.2 Frequency Limits of BJT
12.3 The SchottkyClamped Transistor
12.4 Smallsignal Transistor Model
Reading Materials
Session 13 Basics of MOSFETs
13.1 Introduction
13.2 General Characteristics of a MOSFET
13.3 MOS System
13.4 Work Function Differences
13.5 FlatBand Voltage
13.6 Threshold Voltage
Reading Materials
Session 14 Nonideal Effects of MOSFETs
14.1 Introduction
14.2 Effective Mobility
14.3 Velocity Saturation
14.4 Channellength Modulation
14.5 DIBL
14.6 Hotcarrier Effect
14.7 GIDL
Reading Materials
Session 15 Advanced MOSFET Devices
15.1 Introduction
15.2 Channel Doping Profile
15.3 Gate Stack
15.4 Source/Drain Design
15.5 SchottkyBarrier Source/Drain
15.6 Raised Source/Drain
15.7 SOI
15.8 Three Dimensional Structure
Reading Materials
Session 16 Introduction to Integrated Circuits
16.1 Introduction
16.2 Size and Complexity of Integrated Circuits
16.3 Semiconductor Device for Integrated Circuits
16.4 IC Design Process
Reading Materials
Session 17 Analog Integrated Circuits Design
17.1 Introduction
17.2 Analog Signal Processing
17.3 CMOS Technology
17.4 Amplifiers
17.5 Differential Amplifiers
17.6 Operational Amplifiers
17.7 Characterization of Op Amps
Reading Materials
Session 18 Digital Integrated Circuits Design
18.1 Introduction
18.2 The Static CMOS Inverter
18.3 Designing Combinational Logic Gates in CMOS
Reading Materials
Session 19 Radio Frequency Integrated Circuits Design
19.1 Introduction
19.2 RF System Performance Metrics
19.3 RF Transceiver Architectures
19.4 RF Passive Component
19.5 Receiver
19.6 Frequency Synthesizer
19.7 Transmitter
Reading Materials
Session 20 Simulation and Verification
20.1 Introduction
20.2 SPICE Circuit Simulator
20.3 Circuit Design Automation with Verilog
20.4 Verification
Reading Materials
Session 21 Introduction to the Semiconductor Technology (Ⅰ)
21.1 The Development of Semiconductor Technology
21.2 Wafer Fabrication
Reading Materials
Session 22 Introduction to the Semiconductor Technology (Ⅱ)
22.1 Assembly
22.2 Metrology
Reading Materials
Session 23 Bipolar Technology and GaAs Digital Logic Process
23.1 Bipolar Technology
23.2 GaAs Digital Logic Process
Reading Materials
Session 24 CMOS Technology
24.1 CMOS Fabrication Sequence
24.2 Twin Well and Retrograde Well
24.3 Isolation
24.4 Structures that Reduce the Drain Field
24.5 Gate Engineering
Reading Materials
Session 25 Reliability
25.1 Introduction
25.2 Failure Modes
Reading Materials
参考译文
第1讲 半导体概述
1.1 什么是半导体
1.2 半导体的分类
第2讲 晶体结构
2.1 原胞和晶面
2.2 原子价键
第3讲 能带模型
3.1 量子力学简介
3.2 能带
3.3 有效质量理论
第4讲 平衡半导体
4.1 半导体中的带电载流子
4.2 本征半导体
4.3 非本征半导体
第5讲 载流子输运
5.1 载流子输运概要
5.2 低场输运
5.3 强场输运
5.4 扩散电流
第6讲 半导体中的非平衡过剩载流子
6.1 复合
6.2 少数载流子寿命
6.3 双极输运
第7讲 pn结(Ⅰ)
7.1 概述
7.2 pn结的基本结构
7.3 pn结的能带图
7.4 理想电流电压关系
7.5 实际二极管特性
第8讲 pn 结(II)
8.1 pn结击穿
8.2 pn结的小信号扩散电阻
8.3 结电容
8.4 扩散电容(存储电容)
8.5 二极管瞬态特性
8.6 pn结二极管的电路模型
第9讲 金属—半导体接触
9.1 肖特基接触
9.2 欧姆接触
第10讲 异质结
10.1 异质界面的应变与应力
10.2 异质结材料
10.3 能带图
第11讲 双极晶体管(I)
11.1 双极晶体管结构
11.2 晶体管作用
11.3 非理想效应
11.4 基区电阻
第12讲 双极晶体管(II)
12.1 击穿电压
12.2 双极晶体管的频率特性
12.3 肖特基钳位晶体管
12.4 晶体管的小信号模型
第13讲 MOSFET基础
13.1 引言
13.2 MOSFET的一般特征
13.3 MOS系统
13.4 功函数差
13.5 平带电压
13.6 阈值电压
第14讲 MOSFET的非理想效应
14.1 引言
14.2 有效迁移率
14.3 速度饱和
14.4 沟道调制效应
14.5 漏致势垒降低
14.6 热电子效应
14.7 栅感应漏极泄漏
第15讲 先进的MOSFET器件
15.1 引言
15.2 沟道掺杂分布
15.3 栅叠层
15.4 源/漏设计
15.5 肖特基源/漏
15.6 提升的源/漏
15.7 SOI(绝缘层上的硅)
15.8 三维结构
第16讲 集成电路简介
16.1 概述
16.2 集成电路的面积和复杂度
16.3 集成电路中的半导体器件
16.4 集成电路设计过程
第17讲 模拟集成电路设计
17.1 概述
17.2 模拟信号处理
17.3 CMOS工艺
17.4 放大器
17.5 差分放大器
17.6 运算放大器
17.7 运放的特点
第18讲 数字集成电路
18.1 介绍
18.2 静态CMOS反相器
18.3 CMOS组合逻辑门的设计
第19讲 射频集成电路设计
19.1 概述
19.2 射频系统的性能指标
19.3 射频收发机的结构
19.4 无源射频元件
19.5 低噪声放大器
19.6 频率合成器
19.7 发射机
第20讲 仿真与验证
20.1 简介
20.2 SPICE电路仿真器
20.3 使用Verilog进行电路的自动设计
20.4 验证
第21讲 半导体技术简介(Ⅰ)
21.1 半导体技术的发展
21.2 晶片制造
第22讲 半导体技术简介(Ⅱ)
22.1 组装
22.2 测量
第23讲 双极技术和砷化镓数字逻辑工艺
23.1 双极技术
23.2 砷化镓数字逻辑工艺
第24讲 CMOS工艺
24.1 CMOS制造流程
24.2 双阱和倒掺杂阱
24.3 隔离
24.4 降低漏端电场的结构
24.5 栅工程
第25讲 可靠性
25.1 概述
25.2 失效模型
参考文献
展开
编写本书的目的是为高等学校学生提供一本学习和掌握微电子技术与集成电路设计专业英语方面的教材。本书是在为西安电子科技大学微电子学院讲授“专业英语”课程而编写的讲义多年试用的基础上,由多年从事教学和科研的一线教师编写而成的。
本书可作为高等学校微电子学、集成电路设计及其相关专业本科高年级学生和研究生的“专业英语”课程的教材,也可作为从事半导体技术科研和工程技术人员的参考书。对于目前从事研究、集成电路设计与制造工作,而大学阶段不是学习微电子专业的技术人员,掌握基本的微电子技术名称术语、阅读微电子方向的英文资料,也有很好的参考作用。
全书共25讲,主要内容包括半导体物理基础、半导体器件物理、集成电路设计和半导体工艺。课文选自国外微电子方面的经典教材,在安排上紧扣微电子专业中文主干教学课程,并适当有所扩展,重点突出、深入浅出、简明扼要,具有以下特点。
(1) 在半导体物理基础内容部分(1~6讲),与学生先期掌握的相关半导体物理基础知识紧密联系,一脉相承,介绍了半导体材料与物理的基本概念、基本理论和分析方法;
(2) 在半导体器件物理部分(7~15讲),包括pn结、肖特基接触、双极型晶体管、MOSFET
场效应晶体管等器件物理内容,覆盖了半导体器件的范畴,与微电子专业的器件相关主干课程内容相呼应,也对半导体器件发展的前沿与未来有所展望。
(3) 在集成电路与系统设计部分(16~20讲),介绍了模拟、数字及射频集成电路设计的基本理论和方法,并给出了验证方法。这些内容与集成电路设计的中文主干课程内容保持一致,对集成电路与系统的设计知识起到互补的作用。
(4) 在半导体器件与电路工艺部分(21~25讲),介绍了典型的双极型和MOSFET器件与电路的工艺,并给出了测试表征方法及可靠性基本概念。这与微电子学专业本科教学中的工艺课程内容也是不谋而合的。
本书除了在内容安排上比较科学、合理外,在编写体例上也独具匠心。结合专业英语的学习,每讲单独配有生词、专业词汇(加黑斜体);为了加深学生对语法的理解和应用,在每一讲正文之后配有重、难点语句的注释(Notes);根据各讲内容,配有思考题,供读者练习。此外,为方便使用,本书的最后还给出了相应的中文译文供参考。为了拓展学生的专业阅读能力、提高翻译能力,每一讲的正文之后还提供了相关的英文阅读材料(Reading Material),教师还可凭学校开具的教学证明,向电子工业出版社(www.hxedu.com.cn)索取阅读材料的中文翻译。
本书由吕红亮、李聪等编著,贾新章主审。其中吕红亮教授负责第1~6讲、第9、
10讲和第21~23讲,李聪副教授负责第13~20讲,贾新章教授负责第7、8、11、12、24、25讲。在本书的编写和试用过程中,西安电子科技大学微电子学院的张岩龙、白之东、陈楠、王禛、任小娇、翟羽佳、孙立锐、孙巍、杨雪、杨振、常安和宋东东等同学参与了部分内容的翻译工作,并对教材初稿提出了宝贵的意见和建议,在此一并表示深切的谢意。
由于作者水平有限,书中难免存在一些缺点和错漏,殷切希望广大读者批评指正。
编者
2012年6月
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