电子信息与电气学科规划教材·电子科学与技术专业：集成电路制程设计与工艺仿真 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘睿强 等 著

图书标签:

• 集成电路
• 制程设计
• 工艺仿真
• 电子科学与技术
• 电子信息
• 电气工程
• 半导体
• 教材
• 规划教材
• 高等教育

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121120220

版次：1

商品编码：10557096

包装：平装

丛书名： 电子信息与电气学科规划教材·电子科学与技术专业

开本：16开

出版时间：2011-03-01

用纸：胶版纸

页数：220

内容简介

《电子信息与电气学科规划教材（电子科学与技术专业）：集成电路制程设计与工艺仿真》介绍当代集成电路设计的系统级前端、布局布线后端及工艺实现三大环节所构成的整体技术的发展，重点着眼于集成电路工艺过程的计算机仿真和计算机辅助设计，以及具体的工具软件和系统的使用。《电子信息与电气学科规划教材（电子科学与技术专业）：集成电路制程设计与工艺仿真》共12章，主要内容包括常规集成平面工艺、集成工艺原理概要、超大规模集成工艺、一维工艺仿真综述、工艺仿真交互设置、工艺仿真模型设置、工艺仿真模拟精度、一维工艺仿真实例、集成工艺二维仿真、二维工艺仿真实现、现代可制造性设计、可制造性设计理念，并提供电子课件和习题解答。
《电子信息与电气学科规划教材（电子科学与技术专业）：集成电路制程设计与工艺仿真》可作为高等学校电子科学与技术、微电子、集成电路设计等专业的教材，也可供集成电路芯片制造领域的工程技术人员学习参考。

目录

绪论
0-1 半导体及半导体工业的起源
0-2 半导体工业的发展规律
0-3 半导体技术向微电子技术的发展
0-4 当代微电子技术的发展特征
本章小结
习题
第1章 半导体材料及制备
1.1 半导体材料及半导体材料的特性
1.1.1 半导体材料的特征与属性
1.1.2 半导体材料硅的结构特征
1.2 半导体材料的冶炼及单晶制备
1.3 半导体硅材料的提纯技术
1.3.1 精馏提纯SiCl4技术及其提纯装置
1.3.2 精馏提纯SiCl4的基本原理
1.4 半导体单晶材料的制备
1.5 半导体单晶制备过程中的晶体缺陷
本章小结
习题

第2章 集成工艺及原理
2.1 常规集成电路制造技术基础
2.1.1 常规双极性晶体管的工艺结构
2.1.2 常规双极性晶体管平面工艺流程
2.1.3 常规PN结隔离集成电路平面工艺流程
2.2 外延生长技术
2.3 常规硅气相外延生长过程的动力学原理
2.4 氧化介质制备技术
2.5 半导体高温掺杂技术
2.6 常规高温热扩散的数学描述
2.6.1 恒定表面源扩散问题的数学分析
2.6.2 有限表面源扩散问题的数学分析
2.7 杂质热扩散及热迁移工艺模型
2.8 离子注入低温掺杂技术
本章小结
习题

第3章 超大规模集成工艺
3.1 当代微电子技术的技术进步
3.2 当代超深亚微米级层次的技术特征
3.3 超深亚微米层次下的小尺寸效应
3.4 典型超深亚微米CMOS制造工艺
3.5 超深亚微米CMOS工艺技术模块简介
本章小结
习题

第4章 一维工艺仿真综述
4.1 集成电路工艺仿真技术
4.2 一维工艺仿真系统
SUPREM-2
4.3 SUPREM-2的建模
本章小结
习题

第5章 工艺仿真交互设置
5.1 SUPREM-2工艺仿真输入卡的设置规范
5.2 SUPREM-2工艺模拟卡的卡序设置
5.3 SUPREM-2仿真系统的卡语句设置
5.4 输出/输入类卡语句的设置
5.5 工艺步骤类卡语句的设置
5.6 工艺模型类卡语句的设置
本章小结
习题

第6章 工艺模拟系统模型设置
6.1 系统模型的类型及参数分类
6.1.1 元素模型
6.1.2 氧化模型
6.1.3 外延模型
6.1.4 特殊用途模型
6.2 SUPREM-2工艺模拟系统所设置的默认参数值
本章小结
习题

第7章 工艺模拟精度的调试
7.1 工艺模拟输入卡模型修改语句
7.2 工艺模拟精度的调试实验
7.2.1 工艺模拟精度调试实验的设置
7.2.2 工艺模拟精度调试实验举例
本章小结
习题

第8章 一维工艺仿真实例
8.1 纵向NPN管芯工序全工艺模拟
8.1.1 工艺制程与模拟卡段的对应描述
8.1.2 纵向NPN工艺制程的标准模拟卡文件
8.1.3 纵向NPN工艺制程模拟的标准输出
8.2 PMOS结构栅氧工艺模拟实例
8.3 典型的NPN分立三极管工艺模拟
8.4 PMOS场效应器件源漏扩散模拟
8.5 可制造性设计实例一
8.6 可制造性设计实例二
8.7 可制造性设计实例三
8.8 可制造性设计实例四
本章小结
习题

第9章 集成电路工艺二维仿真
9.1 集成电路工艺二维仿真系统
9.1.1 TSUPREM-4系统概述
9.1.2 TSUPREM-4仿真系统剖析
9.1.3 TSUPREM-4采用的数值算法
9.2 TSUPREM-4仿真系统的运行
9.3 TSUPREM-4仿真系统的
人机交互语言
本章小结
习题

第10章 二维工艺仿真实例
10.1 二维选择性定域刻蚀的实现
本章小结
习题

第11章 可制造性设计工具
11.1 新一代集成工艺仿真
系统Sentaurus Process
11.1.1 Sentaurus Process简介
11.1.2 Sentaurus Process的安装及启动
11.1.3 创建Sentaurus Process批处理卡命令文件
11.1.4 Sentaurus Process批处理文件执行的主要命令语句
11.1.5 Sentaurus Process所设置的文件类型
11.2 Sentaurus Process的仿真功能及交互工具
11.2.1 Sentaurus Process的仿真领域
11.2.2 Sentaurus Process提供的数据库浏览器
11.2.3 Sentaurus Process图形输出结果调阅工具
11.3 Sentaurus Process所收入的近代模型
11.3.1 Sentaurus Process中的离子注入模型
11.3.2 Sentaurus Process中的小尺寸扩散模型
11.3.3 Sentaurus Process对局部微机械应力变化描述的建模
11.3.4 Sentaurus Process中基于原子动力学的蒙特卡罗扩散模型
11.3.5 Sentaurus Process中的氧化模型
11.4 Sentaurus Process工艺仿真实例
11.4.1 工艺制程设计方案
11.4.2 工艺仿真卡命令文件的编写
11.4.3 仿真实例卡命令文件范本
11.4.4 工艺制程仿真结果
11.4.5 工艺仿真结果的分析
11.5 关于Sentaurus StructureEditor器件结构生成器
11.5.1 Sentaurus Structure Editor概述
11.5.2 使用SDE完成由Process到Device的接口过渡
11.5.3 使用Sentaurus StructureEditor创建新的器件结构
本章小结
习题

第12章 可制造性设计理念
12.1 纳米级IC可制造性设计理念
12.1.1 DFM 技术的实现流程
12.1.2 DFM与工艺可变性、光刻之间的关系
12.1.3 DFM工具的发展
12.2 提高可制造性良品率的OPC技术
12.2.1 光刻技术的现状与发展概况
12.2.2 关于光学邻近效应
12.2.3 光学邻近效应校正技术
12.2.4 用于实现光刻校正的工具软件
12.3 Synopsys可制造性设计解决方案
12.3.1 良品率设计分析工具套装
12.3.2 掩膜综合工具
12.3.3 掩膜数据准备工具CATSTM
12.3.4 光刻验证及光刻规则检查系统
12.3.5 虚拟光掩膜步进曝光模拟系统
12.3.6 TCAD可制造性设计工具
12.3.7 制造良品率的管理工具
本章小结
习题
参考文献

《集成电路制程设计与工艺仿真》：开启微纳世界的精密蓝图 在我们身处的这个时代，信息如同潮水般汹涌，而驱动这一切的，是那些肉眼几乎无法看见的微小世界——集成电路。从智能手机的芯片到高性能计算的服务器，从自动驾驶的感知系统到医疗诊断的精密仪器，集成电路无处不在，它们是现代科技的基石，是推动社会进步的核心动力。要掌握这一关键技术，深入理解集成电路的制程设计与工艺仿真至关重要。本书正是为此而生，它将引领读者穿越复杂的半导体制造流程，揭示芯片从概念走向现实的每一个关键环节，并借助先进的仿真工具，在虚拟世界中精确地描绘、优化并预测芯片的性能。 本书并非简单罗列工艺流程，而是致力于构建一个完整的知识体系，帮助读者建立起从微观粒子到宏观器件的深刻理解。我们将从半导体材料的基础入手，深入探讨硅、砷化镓等主流半导体材料的物理特性，以及它们在制造过程中扮演的关键角色。晶体管是集成电路的基本单元，而它们的形成离不开一系列精密的化学和物理过程。本书将详尽介绍光刻、刻蚀、薄膜沉积、离子注入等核心制造工艺。 光刻：微影的艺术与挑战 光刻是集成电路制造中最具挑战性、也最核心的工艺之一。它如同在无限小的画布上绘制极其精密的图案。本书将从光学原理出发，深入解析不同类型的光刻技术，包括紫外光刻、深紫外光刻（DUVL）、极紫外光刻（EUV）等。我们会详细讲解光刻机的结构、曝光原理、掩模版的设计与制造，以及光刻胶的选择与显影过程。理解光刻，就是理解如何将设计蓝图转化为物理图形，并随着技术的进步，不断突破分辨率的极限，制造出更小、更强大的晶体管。 刻蚀：精确移除的雕塑艺术 光刻完成后，就需要通过刻蚀工艺来去除不需要的材料，从而形成器件的结构。本书将区分干法刻蚀（等离子刻蚀）和湿法刻蚀，并重点介绍等离子刻蚀在现代集成电路制造中的重要性。我们将探讨各种刻蚀气体、等离子体特性、刻蚀速率、选择性以及各向异性刻蚀等关键参数，分析它们如何影响刻蚀的精度和图形的完整性。通过对刻蚀过程的深入理解，读者将认识到如何在纳米尺度上实现精确的材料移除，为后续的制造步骤奠定基础。 薄膜沉积：构建功能层 在集成电路的制造过程中，需要沉积各种功能薄膜，例如绝缘层、导电层、半导体层等。本书将详细介绍化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）等主流薄膜沉积技术。我们会分析不同沉积方法的原理、优缺点，以及如何通过控制工艺参数（如温度、压力、气体流量、射频功率等）来获得具有特定厚度、均匀性和晶体结构的薄膜。从介质层的绝缘性能到金属层的导电能力，薄膜的质量直接关系到芯片的整体性能和可靠性。 离子注入：改变材料的“魔法” 离子注入是一种通过将高能离子轰击半导体材料来改变其导电类型和载流子浓度的关键工艺。本书将深入探讨离子注入的原理、影响因素，如注入能量、剂量、角度等。我们将详细介绍掺杂元素（如磷、砷、硼）的特性，以及如何通过精确控制注入过程来形成P型和N型半导体区域，从而构建出晶体管的源极、漏极和沟道。理解离子注入，就是理解如何“编程”半导体材料的电学特性。 金属互连：连接微观世界的“高速公路” 当单个晶体管被制造出来后，还需要将它们连接起来，形成复杂的电路。这个过程就是金属互连。本书将详细介绍铜互连和铝互连技术，以及多层金属互连的结构和制造工艺。我们将探讨阻挡层、扩散阻挡层、粘附层等的作用，以及如何通过化学机械抛光（CMP）等技术来实现平面化，为后续的互连层构建提供光滑的基底。理解金属互连，就是理解如何将亿万个晶体管有机地整合在一起，实现复杂的功能。 工艺仿真：虚拟世界的精密预演 理论知识固然重要，但实际的半导体制造过程极其复杂且成本高昂。因此，工艺仿真在现代集成电路设计与制造中扮演着不可或缺的角色。本书将重点介绍如何利用先进的工艺仿真软件，如Synopsys TCAD系列（Sentaurus Process, Sentaurus Device）、Silvaco TCAD等，来模拟和预测各个制造步骤的工艺结果。 我们将从基础的工艺步骤模拟开始，例如模拟薄膜沉积过程中的厚度均匀性、模拟离子注入过程中的掺杂浓度分布、模拟刻蚀过程中的剖面形状等。进而，我们将学习如何将这些离散的工艺仿真结果整合起来，构建完整的工艺流程模型。这使得我们能够预测在特定工艺条件下，所得器件的电学特性，例如晶体管的阈值电压、漏电流、跨导等。 工艺仿真不仅可以用于新工艺的开发和优化，还可以帮助工程师诊断和解决生产中遇到的问题。通过对不同工艺参数的敏感性分析，我们可以找到影响器件性能的关键工艺窗口，从而提高良率和产品性能。本书将通过大量的实例和案例研究，引导读者掌握工艺仿真的基本流程、常用命令和结果分析方法，使读者能够独立地进行工艺仿真，并为实际的芯片设计提供有力的支持。 本书的特色与价值 本书最大的特色在于其理论与实践相结合的编排方式。在详细讲解每一个制造工艺的原理和模型的同时，我们都会引入相应的工艺仿真案例，让读者能够亲手操作，将理论知识转化为可执行的仿真任务。通过大量的图表、流程图和仿真结果展示，力求将抽象的工艺过程形象化、具体化。 对于电子科学与技术专业的学生而言，本书是深入理解半导体制造工艺，掌握集成电路设计与制造核心技能的理想教材。它能够帮助学生建立起扎实的专业基础，为未来的科研和职业发展奠定坚实的基础。 对于从事集成电路设计、制造、工艺开发、工艺评估等工作的工程师而言，本书将提供宝贵的参考和指导。通过对先进制造工艺和仿真技术的深入剖析，帮助工程师提升技术水平，应对日益复杂的芯片设计和制造挑战。 本书不仅关注“如何做”，更关注“为什么这样做”。我们深入探讨每一种工艺背后的物理化学原理，以及这些原理如何影响最终的器件性能。通过对这些基础原理的深刻理解，读者将能够更灵活地运用所学知识，解决实际问题，并为集成电路技术的未来发展贡献力量。 掌握集成电路制程设计与工艺仿真，就是掌握了创造数字世界的钥匙。本书将带领您深入探索这个微纳世界的精密蓝图，让您成为这个时代不可或缺的创新者和推动者。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我首先就被它在“仿真”这个词上的侧重点吸引了。我一直觉得，理论知识固然重要，但没有实际操作和模拟验证，很多东西都只是纸上谈兵。这本书的书名里明确提到了“工艺仿真”，这让我觉得它可能在如何通过软件工具来模拟和优化芯片制造过程方面有独到的见解。我随手翻了几页关于仿真部分的章节，虽然里面的术语对我来说还有些陌生，但整体的思路似乎是在讲解如何利用仿真来预测和解决制程中可能出现的问题，比如良率、性能等等。这对于我来说，是一项非常有吸引力的内容。我希望这本书能够教会我不仅仅是“是什么”，更是“怎么做”，尤其是如何运用仿真技术来提升设计和制造的效率。我脑海中浮现出的是，通过仿真，我们可以提前发现设计缺陷，优化工艺参数，从而大大缩短研发周期，降低成本。我希望这本书能够给我提供一些实操性的指导，或者至少能够清晰地阐述仿真在整个集成电路设计和制造流程中的关键作用和方法。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧质量很不错，纸张的触感很好，印刷也相当清晰。我注意到教材的编写单位是“电子信息与电气学科规划教材”，这表明它应该是一套体系化的教材，内容上应该比较严谨和全面。我对“制程设计”这个概念比较好奇，总觉得这像是芯片制造的“蓝图”是如何被一步步实现的。我希望这本书能够详细介绍各种制程技术，比如CMOS工艺中的各种步骤，以及它们在实现特定功能上的作用。同时，“工艺仿真”这个词也让我产生了很大的兴趣，我认为在现代科技研发中，仿真技术起着至关重要的作用。我希望这本书能够深入讲解工艺仿真的原理和方法，以及它在优化芯片性能、提高良率方面的应用。我期待这本书能够给我带来一些启发，让我能够更好地理解集成电路是如何从原材料变成高性能芯片的，并且能够了解到在实际的研发过程中，有哪些关键的技术和挑战。我希望它能够像一个经验丰富的工程师，循循善诱地带领我走进这个复杂而精妙的集成电路世界。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我最近对半导体行业特别好奇，尤其是那些芯片制造的幕后故事。我虽然不是专业人士，但对科技新闻里经常出现的“晶圆”、“光刻”、“蚀刻”这些词汇非常感兴趣。拿到这本《电子科学与技术专业：集成电路制程设计与工艺仿真》的时候，我并没有立刻去钻研那些公式，而是先从目录和一些章节的引言部分浏览。我发现这本书的结构安排得很有条理，从基础的概念讲起，然后逐步深入到制程设计的关键环节，再到最后的工艺仿真。我特别注意到它提到了“工艺流程”和“材料特性”这些部分，感觉这是理解芯片是如何一步步“长”出来的核心。虽然我还没来得及完全消化这些内容，但从目录的标题和 Quelques 章节的开头语来看，它似乎涵盖了从硅片准备到最终封装的整个链条，而且还深入到了不同工艺步骤的细节。这让我觉得，这本书不只是讲解理论，更是在描绘一个完整的“制造地图”，对我理解这个复杂而迷人的行业非常有帮助。我希望能在这本书里找到那些让我恍然大悟的解释，能够串联起我对芯片制造各个环节的零散认知。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计倒是挺吸引人的，那种沉静而又科技感十足的蓝紫色调，配上抽象的电路板纹理，给人一种专业、严谨的第一印象。我之前对集成电路这个领域一直有点模糊的概念，只知道它在现代科技中扮演着至关重要的角色。拿到这本教材，我本来以为会像很多教科书一样，枯燥乏味，充斥着晦涩难懂的公式和理论。但翻开来，里面的排版和图示设计倒是挺用心的，虽然我还没深入阅读具体内容，但光从视觉呈现上，就觉得作者们在努力让复杂的概念变得更容易理解。我特别关注它的前言部分，通常前言会交代教材的编写目的、特色以及面向的读者群体。这本书的前言部分，虽然我还没仔细啃，但大概浏览了一下，感觉它强调了理论与实践相结合，似乎也提到了仿真在现代集成电路设计中的重要性。这让我对接下来的阅读充满了期待，希望它能真的帮助我建立起对集成电路制程设计和工艺仿真的一个清晰的认识，而不是仅仅停留在理论的层面。我更希望它能在概念解释上做得足够深入浅出，能够引导像我这样初学者一步步理解其中的奥妙。

评分☆☆☆☆☆

我对这本教材的期望，更多地在于它能否为我打开一扇通往集成电路设计领域的大门。我了解到，集成电路设计是一个非常庞大且精密的学科，涉及到物理、化学、计算机科学等多个领域。这本书的书名里包含了“制程设计”和“工艺仿真”这两个关键词，这让我觉得它可能在讲解如何在微观层面进行芯片的“构建”过程，以及如何利用先进的工具来模拟这个过程。我最感兴趣的部分是，它是否能够清晰地解释各种制造工艺，比如淀molecular deposition（分子沉积）、photolithography（光刻）等，并且是如何在微米甚至纳米尺度上实现的。同时，我也希望它能介绍一些常用的仿真软件或者仿真流程，让我能够对这个领域有一个初步的认识。我希望这本书的语言风格能够比较亲切，即使对于没有深厚专业背景的读者，也能理解其中的原理。我期待这本书能够给我一个全面而深入的介绍，让我能够对集成电路制程设计和工艺仿真有一个扎实的初步了解，并激发我对这个领域的进一步探索兴趣。