超大規模集成電路——基礎 設計 製造工藝 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[日] 電子信息通信學會 組編，岩田 穆，角南英夫，彭軍 著

圖書標籤:

• 超大規模集成電路
• 集成電路
• VLSI
• 芯片設計
• 半導體
• 製造工藝
• 電子工程
• 微電子學
• 數字電路
• 模擬電路

店鋪： 英典圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030202789

商品編碼：1202693745

包裝：平裝

齣版時間：2008-01-01

基本信息

書名:超大規模集成電路——基礎 設計 製造工藝

原價：42.00元

作者：(日)電子信息通信學會 組編,岩田 穆,角南英夫,彭軍

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2008-01-01

ISBN：9787030202789

字數：373000

頁碼：309

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.422kg

編輯推薦

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內容提要

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本書共分為上下兩篇，上篇為基礎設計篇，主要介紹VLSI的特徵及作用、VLSI的設計、邏輯電路、邏輯VLSI、半導體存儲器、模擬VLSI、VLSI的設計法與構成法、VLSI的實驗等；下篇為製造工藝篇，主要介紹集成工藝、平闆印刷、刻蝕、氧化、不純物導入、絕緣膜堆積、電極與配綫等。
本書內容豐富，條理清晰，實用性強，既可供超大規模集成電路研發和設計人員及半導體生産單位管理人員使用，也可作為各院校集成電路相關專業的本科生、研究生及教師的參考書。

目錄

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上篇 基礎與設計
第1章 VLSl的特徵及任務
1.1 VLSl的概念與基本技術
1.1.1 VLSl的基本技術與發明
1.1.2 學科體係
1.2 VLSl的種類
1.2.1 按功能分類
1.2.2 按器件分類
1.3 半導體技術路綫圖
1.4 對係統的影響
1.4.1 計算機係統
1.4.2 通信網絡係統
1.4.3 數字傢電係統
第2章 VLSl的器件
2.1 VLSl的構成要素
2.2 MOS晶體管
2.2.1 MOS的基本構造
2.2.2 MOS的工作原理與工作區域
2.2.3 MOS的電流電壓特性
2.2.4 MOS的器件模型
2.2.5 MOS的等效電路模型
2.3 二極管
2.4 電阻
2.5 電容
2.6 電感
2.7 器件隔離
2.8 布綫
2.8.1 多層布綫
2.8.2 布綫電容
2.9 VLSl技術的比例縮小法則
第3章 邏輯電路
3.1 CMOS邏輯電路
3.1.1 倒相器
3.1.2 NAND門
3.1.3 NOR門
3.1.4 傳輸門
3.1.5 選擇器
3.1.6 異或門
3.1.7 CMOS復閤門
3.1.8 時鍾CMOS邏輯電路
3.1.9 動態CMOS邏輯電路
3.1.10 電流型邏輯電路
3.2 CMOS邏輯電路的工作速度
3.2.1 門延遲時間
3.2.2 布綫的延遲時間
3.3 CMOS邏輯電路的功率消耗
3.3.1 CMOS邏輯電路消耗功率的因素
3.3.2 CMOS-VLSl的功率消耗
3.4 控製電路
3.4.1 寄存器
3.4.2 同步係統
3.4.3 計數器
第4章 邏輯VLSl
4.1 數字運算電路
4.1.1 加法運算
4.1.2 減法電路
4.1.3 乘法運算
4.2 時鍾的發生與分配
……
第5章 半導體存儲器
第6章 模擬VLSI
第7章 無綫通信電路
第8章 VLSI的設計方法及構成方法
第9章 VLSI的測試
下篇 製造工藝
第10章 LSI的製造工藝及其課題
第11章 集成化工藝
第12章 平版印刷術
第13章 腐蝕
第14章 氧化
第15章 摻雜
第16章 澱積絕緣膜
第17章 電極和布綫
第18章 後工序——封裝
引用參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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芯片的奧秘：探尋微觀世界的精密製造與智慧結晶 現代社會，信息洪流滾滾嚮前，智能設備觸手可及，這一切的背後，都離不開一顆顆微小卻功能強大的“大腦”——集成電路（Integrated Circuit，IC）。它們如同電子世界的神經中樞，驅動著我們生活的方方麵麵，從手機、電腦到汽車、飛機，乃至醫療設備和科研儀器，無不依賴於這些精密的設計與製造。本書旨在帶領您深入探索集成電路的奇妙世界，揭示其從概念到實體的完整演進過程，理解這門看似高深莫測的學科背後所蘊含的科學原理、技術挑戰與無限可能。 從零到一的藝術：集成電路的設計哲學 任何一項偉大的工程都始於清晰的設計理念。集成電路的設計，本質上是將龐大、復雜的功能分解為無數個微小的、可控的邏輯單元，再通過精妙的連接將它們有機地組閤在一起，最終形成一顆能夠執行特定任務的芯片。這個過程，如同 architect 繪製宏偉藍圖，隻不過其尺度縮減至納米級彆。 本書將首先勾勒齣集成電路設計的基本框架。我們將從最基礎的數字邏輯門（如AND, OR, NOT門）齣發，理解它們如何作為構建更復雜邏輯電路的基本磚塊。接著，您將接觸到時序邏輯的概念，瞭解觸發器、寄存器以及計數器等如何實現數據的存儲和處理。我們會詳細闡述狀態機（Finite State Machine，FSM）的設計原理，它是在硬件層麵實現序列控製和數據流管理的關鍵。 隨之而來的是對復雜數字電路設計的深入剖析。我們將探討組閤邏輯和時序邏輯的融閤，瞭解如何設計算術邏輯單元（Arithmetic Logic Unit，ALU）來執行數學運算，以及如何構建微處理器（Microprocessor Unit，MPU）或微控製器（Microcontroller Unit，MCU）的核心結構，如指令譯碼器、程序計數器和總綫接口。此外，本書還將涵蓋接口電路設計，例如如何設計同步和異步通信協議，以實現芯片與外部世界的有效交互。 模擬電路作為集成電路的另一重要分支，其設計同樣充滿智慧。我們將深入研究晶體管（Transistor）在模擬電路中的應用，從其放大和開關特性齣發，講解各種模擬模塊的設計，如運算放大器（Operational Amplifier，Opamp）、濾波器（Filter）、混頻器（Mixer）和振蕩器（Oscillator）等。您將瞭解到如何通過精巧的電路布局和參數選擇，來優化電路的增益、帶寬、噪聲和綫性度等關鍵性能指標。 更進一步，我們將探討數模混閤信號集成電路（Mixed-Signal IC）的設計。這類芯片集成瞭數字和模擬電路，它們在信號處理、數據采集和通信係統中扮演著至關重要的角色。您將學習到模數轉換器（Analog-to-Digital Converter，ADC）和數模轉換器（Digital-to-Analog Converter，DAC）的工作原理及設計挑戰，理解它們是如何實現物理世界模擬信號與數字係統之間轉換的。 值得強調的是，集成電路的設計並非孤立的紙上談兵。我們將引入電子設計自動化（Electronic Design Automation，EDA）工具的概念。EDA工具極大地提升瞭設計的效率和精度，從邏輯綜閤、布局布綫到時序分析和功耗優化，它們是現代芯片設計不可或缺的助手。本書將簡要介紹主流EDA工具的功能和基本工作流程，讓您對設計過程有一個更直觀的認識。 精雕細琢的工藝：從矽片到芯片的誕生之旅 令人驚嘆的設計藍圖，最終需要通過一套極為復雜且精密的製造工藝纔能化為現實。集成電路的製造，是將設計好的電路圖形“打印”在矽片上，並賦予其電子功能的過程。這個過程涉及一係列物理和化學反應，對環境的潔淨度、設備的精度和操作的規範性有著近乎嚴苛的要求。 本書將詳細闡述集成電路製造的主流工藝流程——互補金屬氧化物半導體（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS）工藝。我們將從最基礎的材料開始，介紹高純度矽晶圓的製備過程，理解其作為芯片載體的特殊性。 接下來，我們將步入光刻（Photolithography）的奇妙世界。光刻是集成電路製造中最核心也是最具挑戰性的環節之一，它決定瞭芯片上電路圖形的精度。您將瞭解紫外綫（UV）光刻、深紫外綫（DUV）光刻以及極紫外光刻（EUV）等不同代際的光刻技術，以及掩模版（Mask）的作用和製作。本書將深入解釋光刻膠（Photoresist）的曝光、顯影和蝕刻過程，以及如何通過多次光刻疊加，在矽片上形成復雜的電路層。 隨後，我們將探討薄膜沉積（Thin Film Deposition）技術。無論是介質層（如二氧化矽）的形成，還是導電層（如多晶矽、金屬）的引入，都需要通過化學氣相沉積（Chemical Vapor Deposition，CVD）、物理氣相沉積（Physical Vapor Deposition，PVD）等方法，在矽片錶麵形成精確控製厚度和成分的薄膜。 蝕刻（Etching）是去除不需要的材料，從而形成電路圖形的關鍵步驟。本書將介紹乾法蝕刻（如等離子體蝕刻）和濕法蝕刻的原理和應用，以及如何通過精確控製蝕刻速率和選擇性，來獲得期望的圖形輪廓。 離子注入（Ion Implantation）是改變半導體材料導電特性的重要工藝。我們將解釋如何通過高能離子的轟擊，在矽片特定區域引入雜質原子（摻雜），從而形成P型和N型半導體區域，為晶體管的形成奠定基礎。 金屬化（Metallization）工藝則負責在芯片內部建立連接，形成導綫，將各個器件連接起來，構成完整的電路。您將瞭解多層金屬互連技術的原理，包括通孔（Via）的形成和金屬布綫，以及金屬抗反射層（Anti-Reflective Coating, ARC）等輔助技術的應用。 除瞭上述核心工藝，本書還將觸及集成電路製造中的其他重要環節，如化學機械拋光（Chemical Mechanical Polishing，CMP），它用於平坦化矽片錶麵，為後續層數的製造提供良好基礎；以及封裝（Packaging），即將製造完成的裸露芯片，通過引綫連接到外部封裝體，保護芯片並實現與電路闆的電氣連接。 挑戰與未來：集成電路發展的永恒主題 集成電路的發展從未停止。每一個新的技術節點，都意味著更小的晶體管尺寸、更高的集成密度、更低的功耗和更快的運行速度。然而，隨著尺寸的不斷縮小，製造的難度和成本也在急劇增加，物理極限的挑戰日益嚴峻。 本書將對當前集成電路製造所麵臨的主要挑戰進行探討。我們將關注摩爾定律（Moore's Law）的放緩，以及為應對這一趨勢而齣現的各種新材料、新結構和新工藝的探索，例如 FinFET（鰭式場效應晶體管）的齣現，以及對納米綫、納米片晶體管的研究。 此外，功耗管理也是現代集成電路設計的關鍵。隨著芯片功能的日益強大，功耗的控製顯得尤為重要，它直接關係到設備的續航能力和散熱問題。本書將介紹低功耗設計技術，如門控時鍾、動態電壓和頻率調整（DVFS）等，以及如何通過工藝和架構層麵的優化來降低功耗。 本書還將展望集成電路的未來發展方嚮。隨著人工智能、物聯網（IoT）、5G通信等新興技術的蓬勃發展，對高性能、低功耗、高集成度的芯片需求日益增長。我們將會探討三維集成（3D Integration）的潛力，將多個芯片堆疊起來，實現更高的性能和更小的體積；以及先進封裝技術（Advanced Packaging）的發展，如何通過創新封裝方式來突破傳統芯片設計的瓶頸。 本書的最終目標，是讓您不僅瞭解集成電路的“是什麼”，更能理解其“為什麼”和“怎麼樣”。通過對設計理念的剖析、製造工藝的解析，以及對未來趨勢的展望，希望能夠激發您對這門匯聚瞭物理、化學、材料、計算機科學等眾多學科精華的領域的興趣，理解這微觀世界如何孕育齣驅動現代文明前進的強大力量。

評分☆☆☆☆☆

對於《超大規模集成電路——基礎 設計 製造工藝》這本書，我最大的期望在於它能否在我腦海中構建齣一幅完整的芯片生産圖景。我是一名對製造業流程非常感興趣的觀察者，我經常思考，那些我們每天使用的電子産品，比如手機、電腦，它們的核心部件——集成電路，究竟是如何一步步“煉”齣來的。這本書的“製造工藝”部分，我尤其期待。我希望它能深入淺齣地解釋，從矽晶圓到最終封裝完成的芯片，中間經曆瞭哪些至關重要的步驟。比如，光刻技術是如何在微小的矽片上“雕刻”齣復雜的電路圖案的？蝕刻、沉積、摻雜這些過程又扮演著怎樣的角色？我希望書中能有足夠詳細的圖解和流程示意，讓我能夠直觀地理解這些微觀世界的精密操作。同時，我也希望這本書能告訴我，在如此精密的製造過程中，會遇到哪些挑戰，需要剋服哪些技術難關，以及這些挑戰是如何被一步步解決的，這背後蘊含著怎樣的智慧和創新。如果這本書能讓我對“製造”這一環節有更深刻的認識，理解其背後的科學原理和工程挑戰，那麼它就非常有價值瞭。畢竟，很多時候，我們隻看到瞭最終的産品，卻很少去瞭解它們誕生的艱辛過程。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對科技史和産業發展有著濃厚興趣的讀者，《超大規模集成電路——基礎 設計 製造工藝》這個書名，讓我看到瞭瞭解現代科技演進脈絡的可能。我更關注的是“基礎”和“製造工藝”之間的關聯，以及它們如何共同推動瞭集成電路産業的蓬勃發展。我希望這本書能從集成電路的最基本概念講起，比如半導體的物理特性，PN結的工作原理，MOSFET（金屬-氧化物-半導體場效應晶體管）這樣的基本器件是如何工作的。在理解瞭這些最基礎的原理之後，我希望能夠看到，這些基礎知識是如何被應用到更復雜的集成電路設計和製造中的。尤其是“製造工藝”這部分，我期待它能展示齣集成電路製造技術是如何隨著時間推移而不斷進步的，例如從早期幾微米的工藝到現在納米級彆的工藝，這種巨大的飛躍背後有哪些關鍵的技術突破？書中有沒有提及摩爾定律？它又是如何被一次次地“實現”的？我希望這本書能讓我瞭解到，集成電路産業的發展並非一蹴而就，而是建立在深厚的科學理論基礎和持續的技術創新之上。如果它能為我梳理齣這條技術演進的清晰脈絡，那麼這本書對我而言將非常有意義。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《超大規模集成電路——基礎 設計 製造工藝》時，我原本是抱著一種好奇心，想看看這本書能否為我這個非專業人士勾勒齣一個清晰的集成電路世界。我並非在電子工程領域深耕多年的技術專傢，但對科技的進步總是充滿著求知欲。翻開書頁，首先映入眼簾的是其厚重的篇幅，這讓我隱隱感到一絲挑戰，但也激發瞭我深入探索的決心。我希望這本書能用一種相對易懂的方式，為我介紹集成電路究竟是如何從無到有，如何被設計齣來，又如何通過復雜的工藝流程最終成為我們日常生活中無處不在的芯片。我期待能瞭解到芯片設計的核心理念，比如那些看起來密密麻麻的電路圖背後蘊含的邏輯和原理，以及在製造過程中，那些納米級彆的精密操作是如何實現的。更重要的是，我希望能從中理解，為什麼集成電路的發展速度如此之快，它的每一次迭代又帶來瞭怎樣的變革。這本書的命名非常直觀，涵蓋瞭“基礎”、“設計”和“製造工藝”這三個關鍵環節，這讓我對它能夠提供係統性知識充滿信心。我希望它不僅僅是羅列枯燥的技術名詞，而是能通過生動的比喻、清晰的圖示，甚至是一些曆史發展的小故事，來幫助我建立起對這個復雜領域的整體認知。畢竟，對於大多數讀者而言，理解“是什麼”和“為什麼”往往比掌握“怎麼做”更重要，而這本書的標題，恰恰給瞭我這樣的期待。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對計算機科學和硬件原理充滿好奇心的愛好者，《超大規模集成電路——基礎 設計 製造工藝》這個書名，立刻吸引瞭我。我一直對信息技術的發展感到驚嘆，而集成電路無疑是這一切的基石。我的興趣點更多地在於“設計”這個環節。我希望這本書能為我揭示，一個集成電路的設計師是如何思考的？當他們麵對一個功能需求時，是如何將其轉化為具體的電路結構和邏輯門？這本書能否讓我對數字邏輯、時序分析、電路布局布綫這些概念有一個初步的瞭解？我期待它能用相對易懂的方式，介紹集成電路設計過程中所采用的一些基本方法和工具，比如EDA（電子設計自動化）軟件在其中扮演的角色。我希望通過閱讀這本書，能夠對“從想法到芯片”的這個設計過程有一個宏觀的把握，理解其中涉及到的各種權衡和優化。同時，我也會關注書中是否能夠解釋不同類型的集成電路，例如CPU、GPU、FPGA等，它們在設計理念和應用上有什麼區彆。總而言之，我希望這本書能點燃我對於集成電路設計藝術的好奇心，讓我明白，每一個閃爍著微光的芯片背後，都凝聚著無數設計師的智慧和創造力。

評分☆☆☆☆☆

我的背景是材料科學，對微觀世界的物質特性和加工過程有著天然的關注點。《超大規模集成電路——基礎 設計 製造工藝》中的“製造工藝”部分，是我最想深入瞭解的內容。我希望這本書能從材料的角度，闡述集成電路製造過程中所使用的各種關鍵材料，比如高純度的矽、各種金屬薄膜、光刻膠等等。書中能否詳細介紹這些材料的特性，以及它們在不同製造環節中的作用？例如，不同摻雜劑如何影響半導體的導電性能？光刻膠的感光原理是什麼？金屬蒸鍍和濺射技術又有何區彆？我尤其期待書中能夠探討，在如此微小的尺度下，材料的宏觀性質和微觀結構是如何相互影響的，以及如何通過精確控製材料的性能來達到設計要求。此外，我也想瞭解，在製造過程中，哪些環境因素（如溫度、濕度、潔淨度）對最終産品的質量有著至關重要的影響。如果這本書能為我提供一個關於集成電路製造材料和工藝的詳盡視角，讓我能夠將材料科學的知識與電子工程的實際應用聯係起來，那麼它將是一本非常有價值的參考書。