在我们生活的世界中,各种各样形形色色的事物和现象,其中都必定包含着科学的成分。在这些成分中,有些是你所熟知的,有些是你未知的,有些是你还一知半解的。面对未知的世界,好奇的你是不是在很多疑惑、不解和期待呢?!“形形色色的科学”趣味科普丛书,把我们身边方方面面的科学知识活灵活现、生动有趣地展示给你,让你在勤快阅读中收获这些鲜活的科学知识!
笔记本电脑中CPU的存储功能当然不必说了,从先进的智能家电到商性能的汽车,几乎所有的设备中都必不可少半导体器件和集成电路。正是技术人员们无穷的创意、智慧和辛勤,我们才享受到了如此尖端的科技,就让我们从这些丰富的彩图当中来了解一下半导体明及这其中凝结着的人类智慧吧!
样章试读
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第1章 半导体基础 001
001 介于导体和绝缘体之间的物质——半导体 002
002 半导体也有很多种①半导体的种类 004
003 半导体也有很多种②半导体的骄子——硅 006
004 固态硅的三种形态 单晶、多晶、非晶 008
005 硅半导体内的电传导① 自由电子导电的n型硅 010
006 硅半导体内导电的物质②空穴导电的p型硅 012
007 半导体中的电子和空穴是如何运动的? 能带和能带理论① 014
008 半导体中的电子和空穴是如何运动的? 能带和能带理论② 016
009 具有与硅不同特征的半与钵由2种以上元素构成的“化合物半导体” 018
COLUMN 氧化物半导体和有机半导体 020
第2章 半导体器件 021
010 能阻碍电流流动的电阻 半导体制造的“电阻元件” 022
011 能暂时储存电的电容半导体制造的“电容元件” 024
012 使电流单向流动的器件pn结二极管 026
013 把光变成电的半导体器件光电二极管 028
014 把电变成光的半导体器件发光二极管 030
015 通信和存储方面的广泛应用半导体激光 032
016 晶体管足什么 代表性晶体管的种类 034
017 以电子作为载流子的MOS晶体管 n沟道型 036
018 以空穴作为载流子的MOS晶体管p沟道型 038
019 让移动设备成为可能CMOS 040
020 用pn结作为栅极的晶体管JFET--042
021 利用肖特基栅极的晶体管 MESFET 044
022 利用电子与空穴的晶体管双极型晶体管 046
COLUMN 晶体管的诞生 048
第3章 半导体集成电路——逻辑电路 049
023 将电子元器件和线路制作在半导体电路板上集成电路- 050
024 各种各样的lC根据结构、基板、信号不同而不同 052
025 芯片上能够装多少个元件根据集成度进行的MOS-IC分类 054
026 lC都有什么样的功能按功能对MOS-IC分类 056
027 逻辑电路的数学基础布尔代数 058
028 逻辑电路的基本组成要素“门电路”①NOT电路 060
029 逻辑电路的基本组成要素“门电路”②OR电路 062
030 逻辑电路的基本组成要素“门电路”⑧AND电路 064
031 进行加法运算的电路加法电路 066
032 进行减法运算的电路减法电路 068
033 比较判断信号大小的电路比较电路和异或电路 070
034 实现作为计算机大脑功能的IC MPU 072
035 实现徽机功能的IC MCU-- 074
036 处理数字信号的特殊处理器DSP 076
037 根据使用者、用途不同而被专用化的IC ASIC 078
038 用户可自己变更功能的逻辑电路可编程逻辑器件PLD- 080
039 在IC芯片上实现系统功能系统LSI 082
040 被称作电子眼的IC CCD 084
COLUMN 最早的电子计算机 086
第4章 半导体集成电路——存储器 087
041 暂时记录数据的电路触发器和暂存器 088
042 记忆信息的半导体的结构 090
043 计算机的主要存储器DRAM 092
044 不需要保存过程的高速存储器SRAM--094
045 制造阶段记录数据的存储器 掩模式只读内存 096
046 切断电源也可以持续记忆的存储器 闪存 098
047 相同数量的存储单元记忆容量增加 多值内存 100
COLUMN 微型化的指导原理——定标原理 102
第5章 IC开发和设计 103
048 lC开发流程 从市场调查到上市 104
049 IC的分层设计 从系统设计到版图设计 106
050 关于IC的元件尺寸与位置关系的规则 设计标准 108
051 设计IC的结构和电特性 设备设计 110
052 设计IC的制造方法 流程设计 112
COLUMN 半导体业的分化 114
第6章 硅晶片的制作方法 115
053硅元素无处不在 116
054 多晶硅是硅石经还原、转化、蒸馏而成的 118
055 使单晶硅棒生长的CZ法 120
056 单晶棒切片以及磨面加工 122
057 以毒制毒 晶体吸杂 124
058 硅晶片派生物 外延生长晶片和SOI 126
COLUMN 硅晶片的性能要求 128
第7章 IC的制作方法①——前工序 129
059 lC的整体制造过程概观 前工序和后工序 130
060 原件形成前工序的前半部分① FEOL 132
061 原件形成前工序的前半部分② FEOL 134
062 配线形成前工序的后半吝B分 BEOL 136
063 导体、绝缘体、半导体的薄膜形成技术 成膜工程 138
064 把掩膜形式转变成品片 光刻技术 140
065 材料膜腐蚀去除蚀刻法 142
066 半导体呈加入杂质 热扩散和离子注入 144
067 各种热处理的作用 推进、回流、退火 146
068 晶片表面完全平整化 CMP 148
069 清洁晶片 清洗 150
070 判定晶片上芯片的优劣 晶片检测和修饰 152
COLUMN 净化车间 154
第8章 集成电路的制作方法②——后工序 155
071 把晶圆切割成一个个芯片 切割 156
072 芯片封装 安装 158
073 芯片电极和包装接线柱的连接 金属丝焊接 160
074 芯片封装密封 162
075 封装接线端识别IC 引线镀金、盖印、成形 164
076 包装的种类 通7L安装和表面安装 166
077 IC的形状和特性检测 检查和分类 168
COLUMN IC的可靠性和筛选 170
第9章 半导体尖端技术 171
078 硅晶圆的大尺寸化 下一代晶圆是450mm 172
079 MOS晶体管高速化 应变硅技术 174
080 新结构MOS晶体管 被称作最终的晶体管结构 176
081 光刻技术的未来① 浸没式曝光和双重曝光 178
082 光刻技术的未来② Euv 180
083 光刻技术的未来③ ML2和纳米压印 182
084 万能的功能存储器可以实现吗① 功能存储器的候选技术 184
085 万能的功能存储器可以实现吗② 强电介质存储器和磁性存储器 186
086 万能的功能存储器可以实现吗③ 相变存储器和可变电阻式存储器 188
087 新材料引进带来的突破① 高-k栅极绝缘膜和金属栅极 190
088 新材料引进带来的突破② DRAM高容量膜和低-k层间绝缘膜 192
COLUMN “More Moore”和“More than Moore” 194
参考文献 195
译后记 196