9787030400345 纳米级CMOS超大规模集成电路可制造性设计 科学出版社 (美 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

美Sandip Kundu等著 著

图书标签:

• CMOS集成电路
• 纳米技术
• 可制造性设计
• 超大规模集成电路
• VLSI
• 科学出版社
• 电子工程
• 半导体
• 集成电路设计
• 工艺与制造

店铺： 聚雅图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030400345

商品编码：29541365370

包装：平装

出版时间：2014-04-01

基本信息

书名：纳米级CMOS超大规模集成电路可制造性设计

定价：58.00元

作者：(美)Sandip Kundu等著

出版社：科学出版社

出版日期：2014-04-01

ISBN：9787030400345

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

内容提要

---

《纳米级CMOS超大规模集成电路可制造性设计》的内容包括：CMOSVLSI电路设计的技术趋势；半导体制造技术；光刻技术；工艺和器件的扰动和缺陷分析与建模；面向可制造性的物理设计技术；测量、制造缺陷和缺陷提取；缺陷影响的建模和合格率提高技术；物

目录

---

章　绪论
　1.1　技术趋势：延续摩尔定律
　　1.1.1　器件的改进
　　1.1.2　材料科学的贡献
　　1.1.3　深亚波长光刻
　1.2　可制造性设计
　　1.2.1　DFM的经济价值
　　1.2.2　偏差
　　1.2.3　对基于模型的DFM方法的需求
　1.3　可靠性设计
　1.4　小结
　　参考文献
第2章　半导体制造
　2.1　概述
　2.2　图形生成工艺
　　2.2.1　光刻
　　2.2.2　刻蚀技术
　2.3　光学图形生成
　　2.3.1　照明系统
　　2.3.2　衍射
　　2.3.3　成像透镜系统
　　2.3.4　曝光系统
　　2.3.5　空间像与缩小成像
　　2.3.6　光刻胶图形生成
　　2.3.7　部分相干
　2.4　光刻建模
　　2.4.1　唯象建模
　　2.4.2　光刻胶的完全物理建模
　2.5　小结
　　参考文献
第3章　工艺和器件偏差：分析与建模
　3.1　概述
　3.2　栅极长度偏差
　　3.2.1　光刻导致的图形化偏差
　　3.2.2　线边缘粗糙度：理论与特性
　3.3　栅极宽度偏差
　3.4　原子的波动
　3.5　金属和电介质厚度偏差
　3.6　应力引起的偏差
　3.7　小结
　　参考文献
第4章　面向制造的物理设计
　4.1　概述
　4.2　光刻工艺窗口的控制
　4.3　分辨率增强技术
　　4.3.1　光学邻近效应修正
　　4.3.2　亚分辨率辅助图形
　　4.3.3　相移掩膜
　　4.3.4　离轴照明
　4.4　DFM的物理设计
　　4.4.1　几何设计规则
　　4.4.2　受限设计规则
　　4.4.3　基于模型的规则检查和适印性验证
　　4.4.4　面向可制造性的标准单元设计
　　4.4.5　减小天线效应
　　4.4.6　DFM的布局与布线
　4.5　高级光刻技术
　　4.5.1　双重图形光刻
　　4.5.2　逆向光刻
　　4.5.3　其他高级技术
　4.6　小结
　　参考文献
第5章　计量、制造缺陷以及缺陷提取
　5.1　概述
　5.2　工艺所致的缺陷
　　5.2.1　误差来源的分类
　　5.2.2　缺陷的相互作用及其电效应
　　5.2.3　粒子缺陷建模
　　5.2.4　改善关键区域的版图方法
　5.3　图形所致缺陷
　　5.3.1　图形所致缺陷类型
　　5.3.2　图形密度问题
　　5.3.3　图形化缺陷建模的统计学方法
　　5.3.4　减少图形化缺陷的版图方法
　5.4　计量方法
　　5.4.1　测量的精度和容限
　　5.4.2　CD计量
　　5.4.3　覆盖计量
　　5.4.4　其他在线测量
　　5.4.5　原位计量
　5.5　失效分析技术
　　5.5.1　无损测试技术
　　5.5.2　有损测试技术
　5.6　小结
　　参考文献
第6章　缺陷影响的建模以及成品率提高技术
　6.1　概述
　6.2　缺陷对电路行为影响的建模
　　6.2.1　缺陷和故障的关系
　　6.2.2　缺陷-故障模型的作用
　　6.2.3　测试流程
　6.3　成品率提高
　　6.3.1　容错技术
　　6.3.2　避错技术
　6.4　小结
　　参考文献
第7章　物理设计和可靠性
　7.1　概述
　7.2　电迁移
　7.3　热载流子效应
　　7.3.1　热载流子注入机制
　　7.3.2　器件损坏特性
　　7.3.3　经时介电击穿
　　7.3.4　缓解HCI引起的退化
　7.4　负偏压温度不稳定性
　　7.4.1　反应-扩散模型
　　7.4.2　静态和动态NBTI
　　7.4.3　设计技术
　7.5　静电放电
　7.6　软错误
　　7.6.1　软错误的类型
　　7.6.2　软错误率
　　7.6.3　面向可靠性的SER缓解与修正
　7.7　可靠性筛选与测试
　7.8　小结
　　参考文献
第8章　可制造性设计：工具和方法学
　8.1　概述
　8.2　IC设计流程中的DFx
　　8.2.1　标准单元设计
　　8.2.2　库特征化
　　8.2.3　布局、布线与虚拟填充
　　8.2.4　验证、掩膜综合与检测
　　8.2.5　工艺和器件仿真
　8.3　电气DFM
　8.4　统计设计与投资回报率
　8.5　优化工具的DFM
　8.6　面向DFM的可靠性分析
　8.7　未来技术节点的DFx
　8.8　结束语
参考文献

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

《超大规模集成电路中的新型材料与器件》 简介 随着信息技术的飞速发展，集成电路的性能提升已成为推动科技进步的关键。然而，传统硅基CMOS技术在微缩和性能提升方面正面临严峻的物理极限和制造挑战。为了突破这些瓶颈，科学家们正积极探索一系列新型材料和创新器件结构，为下一代超大规模集成电路（VLSI）的设计与制造开辟新的道路。本书旨在系统深入地探讨这些前沿性的研究成果，为读者提供一个全面、详实的理论框架和技术洞察。 本书的重点将聚焦于当前VLSI领域中最具潜力和革命性的技术方向。首先，我们将详细阐述III-V族半导体材料在高性能电子器件中的应用。这些材料，如砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）等，具有比硅更高的载流子迁移率和饱和速度，能够显著提升电路的开关速度和功耗效率。我们将深入分析III-V族材料的能带结构、输运特性，以及如何通过外延生长、掺杂控制等技术实现高质量的晶体管制造。特别地，本书将重点介绍高电子迁移率晶体（HEMT）和异质结双极晶体管（HBT）等关键器件，详细阐述其工作原理、结构设计、性能优化策略以及在射频、毫米波通信、功率放大等领域的应用前景。读者将了解到如何利用III-V族材料独特的电学和光学特性，设计出超越传统硅基CMOS的下一代高性能集成电路。 其次，本书将深入探讨二维（2D）材料在未来VLSI中的颠覆性潜力。以石墨烯、二硫化钼（MoS₂）、六方氮化硼（h-BN）为代表的二维材料，因其极低的厚度、优异的电学、热学和机械性能，为开发全新的超薄、高性能、低功耗晶体管提供了可能。本书将详细介绍这些二维材料的制备技术，包括化学气相沉积（CVD）、机械剥离等，并分析它们的电子结构、表面态以及与衬底的相互作用。我们将重点关注基于二维材料的场效应晶体管（FET），探讨如何优化栅介质、接触电极等关键结构，以实现高性能的开关特性和极低的亚阈值摆幅（SS）。此外，本书还将展望二维材料在逻辑电路、存储器、传感器以及新颖功能器件（如单原子晶体管、量子点器件）中的应用。读者将理解如何驾驭这些原子层级的材料，设计出前所未有的超小型、超节能的集成电路。 再次，本书将聚焦量子效应器件在未来计算模式中的作用。随着器件尺寸的不断缩小，量子隧穿、量子干涉等量子现象变得不可忽视，同时也为设计基于量子力学原理的新型器件提供了契机。本书将介绍单电子晶体管（SET）、量子点（Quantum Dot）等量子效应器件的基本原理，分析它们在低功耗逻辑、高密度存储以及量子计算中的潜在应用。我们将深入探讨量子点作为人工原子，其尺寸、形状和组分调控如何影响其电子能级结构和量子相干性，以及如何利用其独特的量子态实现信息存储和处理。此外，本书还将初步介绍拓扑材料及其在构建容错量子计算和低功耗电子学中的潜力。 除了新型材料和器件本身，本书还将深入探讨先进的制造工艺对实现这些新型VLSI设计至关重要。我们将分析三维集成（3D Integration）技术，包括堆叠式芯片（Stacked ICs）和片上系统（System-on-Chip, SoC）的发展趋势，以及如何通过硅穿孔（Through-Silicon Via, TSV）等技术实现多层器件的互联，显著提升集成密度和性能。本书还将探讨先进光刻技术，如极紫外（EUV）光刻，以及其在实现更小特征尺寸方面的挑战与机遇。同时，我们还将介绍新颖的互连技术，包括新型金属材料、自组装技术以及更具韧性的柔性互连，以解决传统金属互连在高密度、高频率工作下的瓶颈。 此外，本书还将关注设计自动化（EDA）工具在新型VLSI设计中的演进。随着材料和器件复杂性的增加，传统的EDA工具需要进行升级和创新，以支持对新型材料特性、量子效应以及三维结构的准确建模和仿真。本书将介绍一些新兴的EDA方法，包括基于机器学习的器件模型构建、量子效应感知电路设计以及三维布线优化等。 最后，本书将对下一代集成电路的功耗与散热挑战进行深入剖析，并探讨相应的解决方案。随着器件密度的增加和工作频率的提高，功耗和散热已成为限制芯片性能和可靠性的主要因素。我们将分析不同新型材料和器件在功耗和散热方面的特性，并介绍先进的封装技术、热管理策略以及低功耗设计方法。 总之，《超大规模集成电路中的新型材料与器件》旨在为电子工程、微电子学、材料科学等领域的科研人员、工程师和高年级学生提供一个全面、深入的学习平台。通过对前沿材料、创新器件、先进工艺和设计工具的系统性介绍，本书将帮助读者深刻理解下一代VLSI技术的发展趋势，激发创新思维，为未来集成电路产业的发展贡献力量。本书内容严谨、论述详实，力求展现当前最前沿的研究成果，帮助读者站在技术发展的最前沿。

评分☆☆☆☆☆

我最近在学习一些关于先进封装技术与芯片设计协同创新的内容，发现即便进入到先进封装（如2.5D/3D IC）阶段，底层的CMOS制造可靠性依然是制约整体系统性能的瓶颈。这本书的名字虽然聚焦于“纳米级CMOS”，但我很好奇它是否对先进工艺的共性问题进行了梳理。比如，在超高密度集成下，热耗散问题如何影响局部电路的可靠性，而这种热效应是否需要被纳入DFM考量之中？我更倾向于寻找那种能够提供一套通用设计哲学而非仅仅是针对某一特定工艺节点的指南。一套好的DFM设计流程，应该具备一定的“抗老化”能力，能够适应未来几年工艺的迭代。我希望这本书能提供一些关于如何构建一个可持续的、可扩展的设计-制造协同框架的深刻见解，而不是仅仅停留在如何通过设计规则手册（DRM）来规避当前的已知问题。这种对未来趋势的预判和设计策略的构建，才是真正体现一本专业书籍价值所在的地方。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，我对于这种涉及具体工艺节点和代工厂流程的书籍总是抱有一种敬畏感，因为它往往需要作者拥有极为深厚的行业经验，才能提炼出那些“只有做过的人才知道的坑”。我翻阅了一些目录结构，发现它似乎涵盖了从器件层级到系统集成层级的跨度。对我而言，最吸引我的部分往往是那些关于“工艺敏感性分析”的内容。在纳米尺度下，材料的表面粗糙度、薄膜沉积的厚度均匀性都成了影响性能的关键因素。这本书是否提供了一种量化的方法，来评估某一个设计决策（比如增加一个缓冲器，或者改变一个接触孔的尺寸）对最终芯片成品率的影响程度？我期望它能提供一种“自上而下”的DFM检查清单，让设计师在Layout阶段就能预判到制造中可能遇到的主要风险点。如果书中能够提供一些不同工艺节点的DFM要求对比，那就更好了，这样可以帮助我们更好地规划技术路线图，避免在错误的技术节点上投入过多资源。

评分☆☆☆☆☆

我最近正在筹备一个关于下一代存储器接口的研发项目，我们面临的挑战就是如何在极小的芯片面积上集成数量庞大的I/O单元，同时保证信号完整性和长期可靠性。这本书的名字《纳米级CMOS超大规模集成电路可制造性设计》正中我的下怀。我特别关注的是“可制造性”这三个字，它不仅仅是设计与制造部门之间的沟通桥梁，更是现代集成电路工程的核心矛盾之一。我希望书中能详细阐述如何将设计参数与特定的光刻工艺窗口（Process Window）进行耦合分析。例如，对于亚波长光刻（SADP/EUV）带来的复杂掩模优化问题，这本书是否有提供一套系统化的设计方法论来应对这些技术难题？我设想，它也许会用大量的篇幅来讨论等效电阻、电容的提取、以及如何通过版图层级的调整来降低互连延迟，同时还要确保这些设计不会因为制造公差而导致电路功能失效。如果能看到一些关于设计侧如何主动进行“离散化”处理，以适应晶圆厂的“数字化”制造流程的探讨，那就太有价值了。

评分☆☆☆☆☆

这本《纳米级CMOS超大规模集成电路可制造性设计》，光是书名就透露出一种极度专业和前沿的气息，虽然我手头这本实体书的封面设计得相当朴素，甚至有些刻板，但我完全是冲着这个领域的热度来的。我一直关注着半导体制造工艺的进步，尤其是在摩尔定律逐渐逼近物理极限的今天，如何在高精度、小尺寸的CMOS工艺节点上实现可靠的设计，简直是工程学的圣杯。这本书的厚度摆在那里，感觉就像一本砖头一样沉甸甸的，拿到手里就能感受到它内容的密度。我猜想，它必然会深入探讨设计规则检查（DRC）、版图布局优化、以及那些决定芯片最终良率的关键参数对工艺窗口的敏感性。对于我们这些在设计前沿摸索的人来说，掌握“可制造性设计”（DFM）的精髓，远比单纯的电路功能实现重要得多，毕竟，再天才的设计，如果无法被现有的光刻机和刻蚀设备忠实地复现，那都是空中楼阁。我非常期待书中能有大量关于先进节点（比如7nm甚至更低）下，电迁移、静电耦合噪声以及应力效应的建模和规避策略的详尽论述，这才是检验一本DFM书籍真伪的试金石。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我最初是被朋友极力推荐才买的这本书，他当时在一家顶尖的晶圆代工厂工作，语气中充满了对这类“硬核”教材的推崇。他提到，现在很多新入行的工程师，光会用EDA工具画图，但对背后的物理限制和工艺兼容性一窍不通，这在项目后期简直是灾难。这本书给我的第一印象，就是那种老派、严谨的学术风格，字体和排版都非常规整，没有花里胡哨的图表，但每一个公式和每一个图示（如果它有的话）都似乎蕴含着深厚的理论支撑。我希望它能像一本武功秘籍一样，清晰地拆解出纳米级器件在制造过程中可能出现的各种“缺陷”——比如线宽的微小波动如何转化为电路性能的巨大偏差，或者如何通过增加冗余结构来对抗随机缺陷。如果能找到一些经典的、经过业界验证的DFM流程框架，并辅以一些案例分析，那就太棒了。毕竟，理论知识需要落到实处，才能真正指导实践，否则，再深奥的物理化学原理也只会停留在纸面上，无法转化为实际的良率提升。