9787030400345 納米級CMOS超大規模集成電路可製造性設計 科學齣版社 (美 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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美Sandip Kundu等著 著

圖書標籤:

• CMOS集成電路
• 納米技術
• 可製造性設計
• 超大規模集成電路
• VLSI
• 科學齣版社
• 電子工程
• 半導體
• 集成電路設計
• 工藝與製造

店鋪： 聚雅圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030400345

商品編碼：29541365370

包裝：平裝

齣版時間：2014-04-01

基本信息

書名：納米級CMOS超大規模集成電路可製造性設計

定價：58.00元

作者：(美)Sandip Kundu等著

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2014-04-01

ISBN：9787030400345

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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《納米級CMOS超大規模集成電路可製造性設計》的內容包括：CMOSVLSI電路設計的技術趨勢；半導體製造技術；光刻技術；工藝和器件的擾動和缺陷分析與建模；麵嚮可製造性的物理設計技術；測量、製造缺陷和缺陷提取；缺陷影響的建模和閤格率提高技術；物

目錄

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章　緒論
　1.1　技術趨勢：延續摩爾定律
　　1.1.1　器件的改進
　　1.1.2　材料科學的貢獻
　　1.1.3　深亞波長光刻
　1.2　可製造性設計
　　1.2.1　DFM的經濟價值
　　1.2.2　偏差
　　1.2.3　對基於模型的DFM方法的需求
　1.3　可靠性設計
　1.4　小結
　　參考文獻
第2章　半導體製造
　2.1　概述
　2.2　圖形生成工藝
　　2.2.1　光刻
　　2.2.2　刻蝕技術
　2.3　光學圖形生成
　　2.3.1　照明係統
　　2.3.2　衍射
　　2.3.3　成像透鏡係統
　　2.3.4　曝光係統
　　2.3.5　空間像與縮小成像
　　2.3.6　光刻膠圖形生成
　　2.3.7　部分相乾
　2.4　光刻建模
　　2.4.1　唯象建模
　　2.4.2　光刻膠的完全物理建模
　2.5　小結
　　參考文獻
第3章　工藝和器件偏差：分析與建模
　3.1　概述
　3.2　柵極長度偏差
　　3.2.1　光刻導緻的圖形化偏差
　　3.2.2　綫邊緣粗糙度：理論與特性
　3.3　柵極寬度偏差
　3.4　原子的波動
　3.5　金屬和電介質厚度偏差
　3.6　應力引起的偏差
　3.7　小結
　　參考文獻
第4章　麵嚮製造的物理設計
　4.1　概述
　4.2　光刻工藝窗口的控製
　4.3　分辨率增強技術
　　4.3.1　光學鄰近效應修正
　　4.3.2　亞分辨率輔助圖形
　　4.3.3　相移掩膜
　　4.3.4　離軸照明
　4.4　DFM的物理設計
　　4.4.1　幾何設計規則
　　4.4.2　受限設計規則
　　4.4.3　基於模型的規則檢查和適印性驗證
　　4.4.4　麵嚮可製造性的標準單元設計
　　4.4.5　減小天綫效應
　　4.4.6　DFM的布局與布綫
　4.5　高級光刻技術
　　4.5.1　雙重圖形光刻
　　4.5.2　逆嚮光刻
　　4.5.3　其他高級技術
　4.6　小結
　　參考文獻
第5章　計量、製造缺陷以及缺陷提取
　5.1　概述
　5.2　工藝所緻的缺陷
　　5.2.1　誤差來源的分類
　　5.2.2　缺陷的相互作用及其電效應
　　5.2.3　粒子缺陷建模
　　5.2.4　改善關鍵區域的版圖方法
　5.3　圖形所緻缺陷
　　5.3.1　圖形所緻缺陷類型
　　5.3.2　圖形密度問題
　　5.3.3　圖形化缺陷建模的統計學方法
　　5.3.4　減少圖形化缺陷的版圖方法
　5.4　計量方法
　　5.4.1　測量的精度和容限
　　5.4.2　CD計量
　　5.4.3　覆蓋計量
　　5.4.4　其他在綫測量
　　5.4.5　原位計量
　5.5　失效分析技術
　　5.5.1　無損測試技術
　　5.5.2　有損測試技術
　5.6　小結
　　參考文獻
第6章　缺陷影響的建模以及成品率提高技術
　6.1　概述
　6.2　缺陷對電路行為影響的建模
　　6.2.1　缺陷和故障的關係
　　6.2.2　缺陷-故障模型的作用
　　6.2.3　測試流程
　6.3　成品率提高
　　6.3.1　容錯技術
　　6.3.2　避錯技術
　6.4　小結
　　參考文獻
第7章　物理設計和可靠性
　7.1　概述
　7.2　電遷移
　7.3　熱載流子效應
　　7.3.1　熱載流子注入機製
　　7.3.2　器件損壞特性
　　7.3.3　經時介電擊穿
　　7.3.4　緩解HCI引起的退化
　7.4　負偏壓溫度不穩定性
　　7.4.1　反應-擴散模型
　　7.4.2　靜態和動態NBTI
　　7.4.3　設計技術
　7.5　靜電放電
　7.6　軟錯誤
　　7.6.1　軟錯誤的類型
　　7.6.2　軟錯誤率
　　7.6.3　麵嚮可靠性的SER緩解與修正
　7.7　可靠性篩選與測試
　7.8　小結
　　參考文獻
第8章　可製造性設計：工具和方法學
　8.1　概述
　8.2　IC設計流程中的DFx
　　8.2.1　標準單元設計
　　8.2.2　庫特徵化
　　8.2.3　布局、布綫與虛擬填充
　　8.2.4　驗證、掩膜綜閤與檢測
　　8.2.5　工藝和器件仿真
　8.3　電氣DFM
　8.4　統計設計與投資迴報率
　8.5　優化工具的DFM
　8.6　麵嚮DFM的可靠性分析
　8.7　未來技術節點的DFx
　8.8　結束語
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《超大規模集成電路中的新型材料與器件》 簡介 隨著信息技術的飛速發展，集成電路的性能提升已成為推動科技進步的關鍵。然而，傳統矽基CMOS技術在微縮和性能提升方麵正麵臨嚴峻的物理極限和製造挑戰。為瞭突破這些瓶頸，科學傢們正積極探索一係列新型材料和創新器件結構，為下一代超大規模集成電路（VLSI）的設計與製造開闢新的道路。本書旨在係統深入地探討這些前沿性的研究成果，為讀者提供一個全麵、詳實的理論框架和技術洞察。 本書的重點將聚焦於當前VLSI領域中最具潛力和革命性的技術方嚮。首先，我們將詳細闡述III-V族半導體材料在高性能電子器件中的應用。這些材料，如砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）等，具有比矽更高的載流子遷移率和飽和速度，能夠顯著提升電路的開關速度和功耗效率。我們將深入分析III-V族材料的能帶結構、輸運特性，以及如何通過外延生長、摻雜控製等技術實現高質量的晶體管製造。特彆地，本書將重點介紹高電子遷移率晶體（HEMT）和異質結雙極晶體管（HBT）等關鍵器件，詳細闡述其工作原理、結構設計、性能優化策略以及在射頻、毫米波通信、功率放大等領域的應用前景。讀者將瞭解到如何利用III-V族材料獨特的電學和光學特性，設計齣超越傳統矽基CMOS的下一代高性能集成電路。 其次，本書將深入探討二維（2D）材料在未來VLSI中的顛覆性潛力。以石墨烯、二硫化鉬（MoS₂）、六方氮化硼（h-BN）為代錶的二維材料，因其極低的厚度、優異的電學、熱學和機械性能，為開發全新的超薄、高性能、低功耗晶體管提供瞭可能。本書將詳細介紹這些二維材料的製備技術，包括化學氣相沉積（CVD）、機械剝離等，並分析它們的電子結構、錶麵態以及與襯底的相互作用。我們將重點關注基於二維材料的場效應晶體管（FET），探討如何優化柵介質、接觸電極等關鍵結構，以實現高性能的開關特性和極低的亞閾值擺幅（SS）。此外，本書還將展望二維材料在邏輯電路、存儲器、傳感器以及新穎功能器件（如單原子晶體管、量子點器件）中的應用。讀者將理解如何駕馭這些原子層級的材料，設計齣前所未有的超小型、超節能的集成電路。 再次，本書將聚焦量子效應器件在未來計算模式中的作用。隨著器件尺寸的不斷縮小，量子隧穿、量子乾涉等量子現象變得不可忽視，同時也為設計基於量子力學原理的新型器件提供瞭契機。本書將介紹單電子晶體管（SET）、量子點（Quantum Dot）等量子效應器件的基本原理，分析它們在低功耗邏輯、高密度存儲以及量子計算中的潛在應用。我們將深入探討量子點作為人工原子，其尺寸、形狀和組分調控如何影響其電子能級結構和量子相乾性，以及如何利用其獨特的量子態實現信息存儲和處理。此外，本書還將初步介紹拓撲材料及其在構建容錯量子計算和低功耗電子學中的潛力。 除瞭新型材料和器件本身，本書還將深入探討先進的製造工藝對實現這些新型VLSI設計至關重要。我們將分析三維集成（3D Integration）技術，包括堆疊式芯片（Stacked ICs）和片上係統（System-on-Chip, SoC）的發展趨勢，以及如何通過矽穿孔（Through-Silicon Via, TSV）等技術實現多層器件的互聯，顯著提升集成密度和性能。本書還將探討先進光刻技術，如極紫外（EUV）光刻，以及其在實現更小特徵尺寸方麵的挑戰與機遇。同時，我們還將介紹新穎的互連技術，包括新型金屬材料、自組裝技術以及更具韌性的柔性互連，以解決傳統金屬互連在高密度、高頻率工作下的瓶頸。 此外，本書還將關注設計自動化（EDA）工具在新型VLSI設計中的演進。隨著材料和器件復雜性的增加，傳統的EDA工具需要進行升級和創新，以支持對新型材料特性、量子效應以及三維結構的準確建模和仿真。本書將介紹一些新興的EDA方法，包括基於機器學習的器件模型構建、量子效應感知電路設計以及三維布綫優化等。 最後，本書將對下一代集成電路的功耗與散熱挑戰進行深入剖析，並探討相應的解決方案。隨著器件密度的增加和工作頻率的提高，功耗和散熱已成為限製芯片性能和可靠性的主要因素。我們將分析不同新型材料和器件在功耗和散熱方麵的特性，並介紹先進的封裝技術、熱管理策略以及低功耗設計方法。 總之，《超大規模集成電路中的新型材料與器件》旨在為電子工程、微電子學、材料科學等領域的科研人員、工程師和高年級學生提供一個全麵、深入的學習平颱。通過對前沿材料、創新器件、先進工藝和設計工具的係統性介紹，本書將幫助讀者深刻理解下一代VLSI技術的發展趨勢，激發創新思維，為未來集成電路産業的發展貢獻力量。本書內容嚴謹、論述詳實，力求展現當前最前沿的研究成果，幫助讀者站在技術發展的最前沿。

評分☆☆☆☆☆

我最近正在籌備一個關於下一代存儲器接口的研發項目，我們麵臨的挑戰就是如何在極小的芯片麵積上集成數量龐大的I/O單元，同時保證信號完整性和長期可靠性。這本書的名字《納米級CMOS超大規模集成電路可製造性設計》正中我的下懷。我特彆關注的是“可製造性”這三個字，它不僅僅是設計與製造部門之間的溝通橋梁，更是現代集成電路工程的核心矛盾之一。我希望書中能詳細闡述如何將設計參數與特定的光刻工藝窗口（Process Window）進行耦閤分析。例如，對於亞波長光刻（SADP/EUV）帶來的復雜掩模優化問題，這本書是否有提供一套係統化的設計方法論來應對這些技術難題？我設想，它也許會用大量的篇幅來討論等效電阻、電容的提取、以及如何通過版圖層級的調整來降低互連延遲，同時還要確保這些設計不會因為製造公差而導緻電路功能失效。如果能看到一些關於設計側如何主動進行“離散化”處理，以適應晶圓廠的“數字化”製造流程的探討，那就太有價值瞭。

評分☆☆☆☆☆

坦白講，我對於這種涉及具體工藝節點和代工廠流程的書籍總是抱有一種敬畏感，因為它往往需要作者擁有極為深厚的行業經驗，纔能提煉齣那些“隻有做過的人纔知道的坑”。我翻閱瞭一些目錄結構，發現它似乎涵蓋瞭從器件層級到係統集成層級的跨度。對我而言，最吸引我的部分往往是那些關於“工藝敏感性分析”的內容。在納米尺度下，材料的錶麵粗糙度、薄膜沉積的厚度均勻性都成瞭影響性能的關鍵因素。這本書是否提供瞭一種量化的方法，來評估某一個設計決策（比如增加一個緩衝器，或者改變一個接觸孔的尺寸）對最終芯片成品率的影響程度？我期望它能提供一種“自上而下”的DFM檢查清單，讓設計師在Layout階段就能預判到製造中可能遇到的主要風險點。如果書中能夠提供一些不同工藝節點的DFM要求對比，那就更好瞭，這樣可以幫助我們更好地規劃技術路綫圖，避免在錯誤的技術節點上投入過多資源。

評分☆☆☆☆☆

這本《納米級CMOS超大規模集成電路可製造性設計》，光是書名就透露齣一種極度專業和前沿的氣息，雖然我手頭這本實體書的封麵設計得相當樸素，甚至有些刻闆，但我完全是衝著這個領域的熱度來的。我一直關注著半導體製造工藝的進步，尤其是在摩爾定律逐漸逼近物理極限的今天，如何在高精度、小尺寸的CMOS工藝節點上實現可靠的設計，簡直是工程學的聖杯。這本書的厚度擺在那裏，感覺就像一本磚頭一樣沉甸甸的，拿到手裏就能感受到它內容的密度。我猜想，它必然會深入探討設計規則檢查（DRC）、版圖布局優化、以及那些決定芯片最終良率的關鍵參數對工藝窗口的敏感性。對於我們這些在設計前沿摸索的人來說，掌握“可製造性設計”（DFM）的精髓，遠比單純的電路功能實現重要得多，畢竟，再天纔的設計，如果無法被現有的光刻機和刻蝕設備忠實地復現，那都是空中樓閣。我非常期待書中能有大量關於先進節點（比如7nm甚至更低）下，電遷移、靜電耦閤噪聲以及應力效應的建模和規避策略的詳盡論述，這纔是檢驗一本DFM書籍真僞的試金石。

評分☆☆☆☆☆

我最近在學習一些關於先進封裝技術與芯片設計協同創新的內容，發現即便進入到先進封裝（如2.5D/3D IC）階段，底層的CMOS製造可靠性依然是製約整體係統性能的瓶頸。這本書的名字雖然聚焦於“納米級CMOS”，但我很好奇它是否對先進工藝的共性問題進行瞭梳理。比如，在超高密度集成下，熱耗散問題如何影響局部電路的可靠性，而這種熱效應是否需要被納入DFM考量之中？我更傾嚮於尋找那種能夠提供一套通用設計哲學而非僅僅是針對某一特定工藝節點的指南。一套好的DFM設計流程，應該具備一定的“抗老化”能力，能夠適應未來幾年工藝的迭代。我希望這本書能提供一些關於如何構建一個可持續的、可擴展的設計-製造協同框架的深刻見解，而不是僅僅停留在如何通過設計規則手冊（DRM）來規避當前的已知問題。這種對未來趨勢的預判和設計策略的構建，纔是真正體現一本專業書籍價值所在的地方。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我最初是被朋友極力推薦纔買的這本書，他當時在一傢頂尖的晶圓代工廠工作，語氣中充滿瞭對這類“硬核”教材的推崇。他提到，現在很多新入行的工程師，光會用EDA工具畫圖，但對背後的物理限製和工藝兼容性一竅不通，這在項目後期簡直是災難。這本書給我的第一印象，就是那種老派、嚴謹的學術風格，字體和排版都非常規整，沒有花裏鬍哨的圖錶，但每一個公式和每一個圖示（如果它有的話）都似乎蘊含著深厚的理論支撐。我希望它能像一本武功秘籍一樣，清晰地拆解齣納米級器件在製造過程中可能齣現的各種“缺陷”——比如綫寬的微小波動如何轉化為電路性能的巨大偏差，或者如何通過增加冗餘結構來對抗隨機缺陷。如果能找到一些經典的、經過業界驗證的DFM流程框架，並輔以一些案例分析，那就太棒瞭。畢竟，理論知識需要落到實處，纔能真正指導實踐，否則，再深奧的物理化學原理也隻會停留在紙麵上，無法轉化為實際的良率提升。