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商品描述
本書構建了半導體器件原理與制造工藝的完整知識體系，全書共6章，按照“基礎理論—核心器件—制造工藝—檢測技術”的框架展開。先介紹了半導體器件物理的基礎知識，然後系統解析了二管、雙型晶體管、場效應晶體管等代表性半導體器件的工作機理，之後完整呈現了集成電路的制造工藝與設備，後介紹了相關量測工藝與設備。書中通過“結構—性—應用”三維模型，形成了完整的認知閉環。全書踐行產學研協同理念，聯合上海積塔半導體有限公司等企業，融入晶圓級制造及車規級芯片產業化成果，依托聯合實驗室，融合理論與異構集成技術，兼具學術深度與產業前瞻性。
本書適合芯片制造與設計人員、半導體工藝和設備工程師閱讀，也適合作為高等院校微電子科學與工程、電子科學與技術等相關業的教材。
目錄大綱
前言
第1章 半導體器件物理基礎1
1.1 固體物理概述1
1.1.1 固體物理基礎1
1.1.2 晶體結構與對稱性1
1.2 能帶理論3
1.2.1 晶體能帶的形成3
1.2.2 帶、導帶和禁帶6
1.2.3 布裏淵區和能帶結構7
1.2.4 費米能級14
1.3 載流子行為17
1.3.1 載流子的定義17
1.3.2 本征激發17
1.3.3 產生機制與能帶關聯17
1.3.4 載流子與材料導電性的關系17
1.3.5 半導體材料分類及載流子性分析18
1.3.6 載流子的漂移運動18
1.3.7 載流子的擴散運動19
1.3.8 雙輸運現象19
1.4 PN結及其性20
1.4.1 PN結的形成20
1.4.2 PN結零偏21
1.4.3 PN結反偏26
1.4.4 PN結正偏28
1.4.5 PN結應用29
第2章 二管31
2.1 PN結二管31
2.1.1 PN結的基本結構31
2.1.2 PN結電流31
2.1.3 邊界條件32
2.1.4 PN結的能帶圖和耗盡層35
2.2 雪崩二管36
2.2.1 雪崩擊穿36
2.2.2 雪崩二管簡介43
2.2.3 雪崩二管的伏安性曲線44
2.3 齊納二管44
2.3.1 齊納擊穿44
2.3.2 齊納二管簡介45
2.3.3 齊納二管的伏安性曲線46
2.4 發光二管46
2.4.1 基本結構與工作原理47
2.4.2 征曲線48
2.4.3 實用案例49
第3章 雙型晶體管51
3.1 基本結構與工作原理51
3.1.1 NPN型晶體管51
3.1.2 PNP型晶體管54
3.2 性曲線54
3.2.1 共基直流性曲線族55
3.2.2 共發射直流性曲線族55
3.2.3 不正常的輸出性分析56
3.3 雙型晶體管應用實例60
3.3.1 NPN型晶體管的應用電路設計60
3.3.2 PNP型晶體管的應用電路設計61
3.3.3 NPN型與PNP型晶體管混合應用62
3.3.4 NPN型與PNP型晶體管的缺點分析63
第4章 場效應晶體管64
4.1 結型場效應晶體管64
4.1.1 結型場效應晶體管的基本結構64
4.1.2 結型場效應晶體管的基本原理（以N溝JFET為例）64
4.1.3 結型場效應晶體管的性曲線66
4.1.4 MESFET67
4.1.5 結型場效應晶體管的直流性與低頻小信號參數68
4.1.6 結型場效應晶體管的交流小信號參數74
4.1.7 結型場效應晶體管的交流性76
4.1.8 結型場效應晶體管結構舉例78
4.2 緣柵場效應晶體管82
4.2.1 緣柵場效應晶體管的基本概念82
4.2.2 緣柵場效應晶體管技術發展歷程82
4.2.3 緣柵場效應晶體管的結構組成82
4.2.4 緣柵場效應晶體管的工作原理83
4.2.5 緣柵場效應晶體管的分類84
4.2.6 緣柵場效應晶體管的主要性84
4.2.7 緣柵場效應晶體管的主要應用領域84
4.2.8 未來挑戰與創新方向84
4.3 金屬-氧化物-半導體場效應晶體管85
4.3.1 基本結構與工作原理85
4.3.2 性曲線87
第5章 集成電路制造工藝與設備89
5.1 集成電路制造概述89
5.1.1 矽片制造廠90
5.1.2 集成電路的制造步驟90
5.2 圖形生成工藝與設備92
5.2.1 圖形生成工藝概述92
5.2.2 基本光刻工藝流程97
5.2.3 光刻技術中的常見問題105
5.2.4 圖形生成設備107
5.3 增材工藝與設備114
5.3.1 化學氣相澱積114
5.3.2 APCVD116
5.3.3 LPCVD117
5.3.4 PECVD119
5.3.5 薄膜質量控制120
5.3.6 物理氣相澱積122
5.3.7 真空蒸鍍124
5.3.8 濺射127
5.3.9 直流濺射131
5.3.10 射頻濺射132
5.3.11 磁控濺射133
5.3.12 其他濺射方法135
5.4 減材工藝與設備137
5.4.1 減材工藝設備概述137
5.4.2 濕法刻蝕的工藝原理與設備138
5.4.3 幹法刻蝕的工藝原理與設備140
5.4.4 CMP的工藝原理與設備145
5.5 材料改性工藝與設備150
5.5.1 材料改性工藝概述150
5.5.2 離子註入工藝和設備152
5.5.3 離子註入激活工藝158
第6章 量測工藝與設備159
6.1 半導體工藝監測與測量159
6.1.1 半導體工藝監測內容與需求159
6.1.2 外觀監測160
6.1.3 顆粒監測162
6.1.4 帶圖案晶圓的缺陷監測163
6.2 紅外檢驗技術163
6.2.1 紅外檢驗的原理及應用163
6.2.2 紅外顯微鏡165
6.2.3 紅外顯微鏡使用的檢測器167
6.2.4 紅外顯微鏡的靈敏度168
6.2.5 紅外顯微鏡系統的參量169
6.2.6 熱顯微照相170
6.2.7 掃描時間限172
6.2.8 高速掃描顯微鏡172
6.3 形貌檢測技術173
6.3.1 掃描電子顯微鏡技術173
6.3.2 重疊監測175
6.4 膜厚測量與截面測量技術177
6.4.1 膜厚測量的原理177
6.4.2 截面測量技術177
6.4.3 TEM 制樣技術178
6.5 缺陷分析179
6.5.1 缺陷分析的基礎知識179
6.5.2 利用FBM進行比較179
