微电子技术基础

本书较全面地介绍微电子技术领域的基础知识，涵盖了半导体基础理论、集成电路设计方法及制造工艺等。全书共6章，主要内容包括：绪论、半导体物理基础、半导体器件物理基础、大规模集成电路基础、集成电路制造工艺、集成电路工艺仿真等。全书内容丰富翔实、理论分析全面透彻、概念讲解深入浅出，各章末尾均列有习题和参考文献。本书提供配套的电子课件PPT、习题参考答案等。本书可作为高等学校非微电子专业的工科电子信息类专业学生的教材，也可供相关领域的工程技术人员学习、参考。

"徐金甫，博士，信息工程大学教授，微电子学与固体电子学硕士研究生导师。长期从事专用集成电路设计方面的教学和科研工作。 "

第1章 绪论 1
1.1 微电子学和集成电路 1
1.2 集成电路的发展简史 2
1.2.1 第一个晶体管的发明 2
1.2.2 第一块集成电路 3
1.2.3 集成电路蓬勃发展 4
1.2.4 集成电路的发展特点和规律 5
1.3 集成电路的分类 7
1.3.1 按器件结构类型分类 7
1.3.2 按集成电路规模分类 8
1.3.3 按电路功能分类 9
1.4 集成电路设计制造流程和产业构成 10
1.5 微电子学的发展方向 11
1.5.1 后CMOS纳米器件的发展 12
1.5.2 新一代半导体材料 13
1.5.3 微型传感器 14
1.5.4 超越摩尔定律 14
习题1 15
参考文献 15
第2章 半导体物理基础 16
2.1 固体晶格结构 16
2.1.1 半导体材料 16
2.1.2 固体类型 17
2.1.3 空间晶格结构 18
2.1.4 原子价键 19
2.2 固体量子理论初步 20
2.2.1 量子态 20
2.2.2 能级 21
2.2.3 能带理论 22
2.2.4 导体、半导体、绝缘体的能带 24
2.3 半导体的掺杂 24
2.3.1 半导体中的载流子 25
2.3.2 本征半导体 26
2.3.3 杂质半导体及其杂质能级 26
2.3.4 杂质的补偿作用 29
2.4 半导体中载流子的统计分布 30
2.4.1 状态密度 30
2.4.2 热平衡和费米分布函数 31
2.4.3 电子和空穴的平衡分布 33
2.4.4 本征半导体的载流子浓度 35
2.4.5 杂质半导体的载流子浓度 36
2.5 载流子的漂移与半导体的导电性 40
2.5.1 载流子的热运动 40
2.5.2 载流子的漂移运动和迁移率 41
2.5.3 迁移率和半导体的导电性 42
2.5.4 载流子的散射 43
2.5.5 影响迁移率的主要因素 44
2.5.6 电阻率与掺杂浓度、温度的关系 46
2.6 非平衡载流子 48
2.6.1 非平衡载流子的产生与复合 48
2.6.2 准费米能级 50
2.6.3 载流子的扩散运动 51
2.6.4 爱因斯坦关系式 53
2.6.5 连续性方程 54
习题2 55
参考文献 57
第3章 半导体器件物理基础 58
3.1 PN结 58
3.1.1 PN结的形成 58
3.1.2 平衡PN结 59
3.1.3 PN结的正向特性 65
3.1.4 PN结的反向特性 68
3.1.5 PN结的击穿特性 70
3.1.6 PN结的电容效应 72
3.1.7 PN结的开关特性 74
3.2 双极型晶体管 75
3.2.1 双极型晶体管的基本结构 76
3.2.2 双极型晶体管的电流放大原理 77
3.2.3 双极型晶体管的直流特性曲线 83
3.2.4 双极型晶体管的反向电流和击穿特性 86
3.2.5 双极型晶体管的频率特性 88
3.2.6 双极型晶体管的开关特性 89
3.3 MOS场效应晶体管 92
3.3.1 MOS场效应晶体管的基本结构 92
3.3.2 MIS结构 94
3.3.3 MOS场效应晶体管的直流特性 97
3.3.4 MOS场效应晶体管的交流特性 102
3.3.5 MOS场效应晶体管的种类 106
3.4 集成电路中的器件结构 108
3.4.1 电学隔离 108
3.4.2 二极管的结构 109
3.4.3 双极型晶体管的结构 110
3.4.4 MOS场效应晶体管的结构 111
习题3 112
参考文献 113
第4章 大规模集成电路基础 114
4.1 CMOS反相器 114
4.1.1 直流特性 114
4.1.2 开关特性 115
4.1.3 功耗特性 116
4.1.4 CMOS反相器的版图 118
4.1.5 基于FinFET结构的反相器 119
4.2 CMOS逻辑门 121
4.2.1 CMOS与非门和或非门 121
4.2.2 等效反相器设计 123
4.2.3 其他CMOS逻辑门 123
4.3 MOS晶体管开关逻辑 129
4.3.1 数据选择器（MUX） 129
4.3.2 多路转换开关 130
4.4 典型CMOS时序逻辑电路 131
4.4.1 RS锁存器 131
4.4.2 D锁存器和边沿触发器 132
4.4.3 施密特触发器 134
4.5 存储器 135
4.5.1 只读存储器（ROM） 136
4.5.2 静态随机存储器（SRAM） 138
4.5.3 快闪电擦除可编程只读存储器 140
习题4 141
参考文献 141
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