半导体制程概论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

图书标签:

• 半导体
• 集成电路
• 制程工艺
• 微电子
• 芯片制造
• 材料科学
• 电子工程
• 工艺流程
• 器件物理
• 封装测试

本书清楚解释从晶体成长到形成积体元件与电路的制造过程中，所有主要步骤的理论与实作层面的重点。各章穿插附有题解的范例，及学习目标与重要观念的总结，并附习题为读后作业。适合作为物理、化学、电机工程、化学工程和材料科学等系所之大四或硕一阶段之教材。亦可配合学校实验室进行相关实作教学，及做为半导体产业界工程师与科学家的参考资料

晶体管的奇妙世界：现代电子学的基石 内容简介 本书旨在为读者揭示二十世纪最伟大的发明之一——晶体管——的诞生、发展及其对现代科技社会的深远影响。我们聚焦于半导体材料的物理特性如何被巧妙地转化为电子信息处理的核心元件，并深入剖析了集成电路（IC）的革命性突破。这不是一本关于制造工艺的教科书，而是一部关于思想、材料科学与工程艺术交织的历史与原理的概述。 第一章：硅的黎明——半导体概念的起源 本章将回溯电学研究的早期阶段，介绍导体、绝缘体与半导体的基本区分。我们将探讨晶体管出现之前，真空管在电子设备中扮演的角色，以及它们在体积、功耗和可靠性上的局限性。随后，重点转向德国物理学家费迪南德·布劳恩在十九世纪末对硒材料的发现，这是人类首次系统性地认识到某些材料的电阻会随光照强度变化的现象。随后，我们将介绍理论物理学如何为理解半导体行为奠定基础，特别是能带理论的建立，解释了为什么电子在特定的材料中才能实现可控的导电性。本章将详细阐述掺杂（Doping）概念的引入，这是将本征半导体转变为实用电子元件的关键一步。P型和N型半导体的形成机制，以及它们在电场作用下表现出的单向导电特性，是后续所有晶体管结构的基础。我们将通过历史案例，展示科学家们如何从对材料特性的好奇心，逐步走向对其潜在应用的构想。 第二章：从点接触到结型——晶体管的诞生与早期演变 本章聚焦于晶体管的实际发明及其最初的形态。我们将详细描述贝尔实验室在1947年如何成功构建出世界上第一个晶体管——点接触型晶体管（Point-Contact Transistor）。重点剖析其结构——两个紧密接触的金属探针压在锗晶体上——以及它是如何实现对电流的有效控制，从而替代笨重的真空管。随后，我们将深入研究晶体管设计的重大飞跃：结型晶体管（Junction Transistor）的出现。对比点接触型晶体管的局限性（如高噪声和低增益），本章将解析PN结的原理在构建更稳定、性能更优的BJT（双极性结型晶体管）中的核心作用。我们将解释双极性器件的工作原理，包括载流子的注入、传输和收集过程，以及如何通过控制基极电流来实现对集电极电流的放大。这一时期的叙述将着重强调材料纯度对器件性能的极端重要性，以及早期锗基器件向硅基器件过渡的历史必然性。 第三章：场效应的魅力——MOS结构的革命 虽然BJT在早期取得了巨大成功，但其需要持续的基极电流来维持导通状态的特性，限制了其在低功耗和高密度集成方面的潜力。本章将引入场效应晶体管（FET）的概念，特别是金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的发明。我们将详细阐述MOS结构的精妙之处：通过一个绝缘层（通常是二氧化硅）将控制电极（栅极，Gate）与半导体衬底隔离开来。重点解析“场效应”的工作原理，即栅极上的电压如何在其下方的半导体表面形成一个导电的“反型层”（Inversion Layer），从而精确控制源极（Source）和漏极（Drain）之间的电流流动。本章将比较NMOS和PMOS器件的特性，并阐述互补金属氧化物半导体（CMOS）技术的出现如何彻底改变了数字电路的设计范式。CMOS技术因其极低的静态功耗，成为了现代所有高性能计算设备的核心动力。我们将探讨栅氧化层质量的重要性，以及它如何成为限制器件尺寸微缩的关键瓶颈之一。 第四章：集成电路的浪潮——小型化与摩尔定律的驱动力 本章将时间线推进到集成电路（IC）的发明。我们将描述基克比（Kilby）和诺伊斯（Noyce）各自独立但异曲同工的突破：将多个晶体管、电阻和电容集成到一个单一的半导体基板上。重点分析集成电路的优势——体积大幅缩小、制造成本急剧下降以及系统速度的飞跃。本章将探讨早期的小规模集成（SSI）到大规模集成（LSI）的发展历程，并深入分析著名的“摩尔定律”——即集成电路上可容纳的晶体管数量大约每两年翻一番——背后的驱动力究竟是技术进步还是市场需求。我们将探讨互连技术（Interconnect）在芯片集成中日益重要的作用，以及如何通过多层金属化技术实现复杂电路的构建。本章最后将展望小型化带来的挑战，特别是量子效应和功耗密度的增加，这些挑战如何预示着经典CMOS结构的极限。 第五章：超越硅基——新材料与下一代器件的探索 随着传统硅基CMOS技术面临物理极限，本章将目光投向未来。我们将探讨当前研究领域中几种最具潜力的替代材料和器件概念。首先是对二维材料（如石墨烯和过渡金属硫化物）的研究，它们在极薄的结构下展现出优异的电学和光学特性，可能用于制造更小、更快的晶体管。其次，我们将讨论铁电体（Ferroelectrics）在非易失性存储器（FeFET）中的应用潜力，以及忆阻器（Memristor）作为模拟计算和类脑计算基础元件的可能性。本章还会触及 FinFET（鳍式场效应晶体管）等三维结构的出现，它们如何通过增加栅极对沟道的控制面积来克服平面器件的短沟道效应。本书的收尾将强调，虽然晶体管的物理基础稳固，但工程上的创新从未停止，未来的计算形态将建立在对这些新材料和新结构的深刻理解之上。

评分☆☆☆☆☆

身為一個對科技產業一直抱有高度好奇心，但又苦於沒有科班背景的求職者，我抱持著「姑且一試」的心情入手了《半導體製程概論》。老實說，我預期會看到一堆難懂的圖表和密密麻麻的公式，大概只能硬背下來然後期待面試時能碰上「熟」的題目。然而，這本書帶給我的驚喜是，它竟然能夠讓我在睡前閱讀，而不至於精神亢奮到失眠！作者的文筆非常流暢，彷彿在跟一位經驗豐富的長輩聊天，分享他在這個精密產業中的見聞。他巧妙地將複雜的物理化學原理，轉化為大家都能理解的日常概念。例如，在解釋「離子佈植」時，他會用「像是在地板上噴灑鹽巴」來比喻，讓那個微觀世界的「原子」移動過程變得生動起來。書中對於不同製程步驟的優缺點比較，以及它們之間如何相互影響，也寫得相當到位。我特別喜歡它在討論「良率」時的切入角度，不是單純的數據呈現，而是探討了哪些製程環節容易出錯，以及工程師們如何透過不斷的實驗和優化來克服這些挑戰。這讓我理解到，半導體製程不只是一連串的SOP，更是一門充滿智慧與挑戰的藝術。讀完這本書，我對半導體產業有了更宏觀的認識，也更清楚了這個產業背後所蘊含的科學精神與創新活力。

评分☆☆☆☆☆

作為一個在電子工程領域摸索多年的學生，我一直在尋找一本能夠系統性地釐清半導體製程細節的書籍，《半導體製程概論》確實滿足了我的需求，甚至超出了我的預期。本書在結構上的安排非常清晰，從最基礎的晶圓製造，到各個關鍵的製程模組，如薄膜沉積、光刻、蝕刻、離子佈植、化學機械研磨（CMP）等，都進行了詳盡且有層次的闡述。我尤其欣賞作者對於「薄膜沉積」技術的深入探討，不僅介紹了CVD、PVD等常見方法，還能追溯到它們的物理化學原理，並解釋了不同氣體、溫度、壓力條件如何影響薄膜的特性，這對於我們日後在實驗室進行相關研究非常有啟發。書中對於「光刻」的講解，更是將其複雜性層層剝離，從光源、光阻劑、掩膜版，到曝光、顯影，每一個環節都扣人心弦，讓我深刻體會到「奈米級」的精準度是如何達成的。書末對於「製程整合」與「良率控制」的討論，更是將這些看似獨立的步驟串聯起來，強調了系統性思維的重要性。儘管其中有些內容對初學者而言可能稍有難度，但其附帶的圖例和示意圖，輔以作者清晰的邏輯，足以引導讀者逐步深入。對於想在半導體領域深耕的學生而言，這絕對是一本值得反覆研讀的工具書。

评分☆☆☆☆☆

我是一名從事半導體相關產業的基層技術員，每天的工作內容就是操作機台、監控參數，但對於整個製程的「為什麼」卻感到一知半解。這本《半導體製程概論》就像及時雨，解答了我心中許多長久以來的疑問。《論》的優點在於，它不只是紙上談兵，而是貼近實際生產的考量。例如，在介紹「蝕刻」製程時，作者不僅講解了乾蝕刻和濕蝕刻的原理，更提到了製程中會遇到的「蝕刻選擇性」、「均勻性」、「異方性」等問題，以及這些參數的控制對最終產品的影響。這正是我每天在機台旁會遇到的挑戰！書中對於「化學機械研磨（CMP）」的介紹，更是讓我恍然大悟，原來我們每天看似重複的打磨動作，背後有如此複雜的化學與機械協同作用，而且精準度要求如此之高。我特別喜歡作者在討論「新一代製程技術」時，所展現出的前瞻性。他不僅介紹了現有的技術，還大膽預測了未來可能遇到的瓶頸與發展方向，這讓我感覺自己不再只是單純的執行者，而是能對整個產業鏈的發展有更深刻的理解。讀完這本書，我對自己的工作多了一份使命感，也更加珍惜自己在這個重要產業中的角色。

评分☆☆☆☆☆

說實話，我原本對《半導體製程概論》這類型的書並不太感興趣，覺得它離我的生活太遙遠了，無非就是一堆專業術語和技術細節。《半導體製程概論》卻出乎意料地引人入勝，讓我開始對這個「看不見的」精密產業產生了濃厚的興趣。作者以一種非常生動有趣的方式，描繪了半導體製程的每一個環節。他沒有過多地使用艱澀的學術詞彙，而是善於用類比和故事來闡述複雜的概念。例如，他將「晶圓」比喻成「建築物的地基」，而製程中的各種「疊加」和「蝕刻」則像是「建造樓層、設計房間」的過程。這種描述方式，即使是對科學原理毫無概念的人，也能輕鬆理解。書中對於「製程中的污染控制」的篇幅，尤其讓我印象深刻。他描寫了無塵室的嚴格要求，以及微小的塵埃如何可能毀滅整個晶圓，這種「吹毛求疵」的工匠精神，著實令人敬佩。此外，書中還探討了不同製程技術的歷史演變，以及它們是如何一步步推動了資訊科技的發展，讓我從一個全新的角度認識到，我們日常生活中使用的各種電子產品，背後竟然有如此複雜且精密的製造過程。這本書的價值，在於它不僅傳授了知識，更點燃了讀者對科學與工程的想像力。

评分☆☆☆☆☆

哇，這本《半導體製程概論》簡直是讓我這個在竹科附近長大的孩子，對我們家鄉的驕傲有了更深一層的認識！以前只知道爸媽在做「晶圓」，聽起來很神秘，也聽他們偶爾抱怨製程有多難搞。這本書就像一把鑰匙，打開了我對這個產業的無知之門。書裡面的介紹，雖然有些專業術語一開始會讓我霧煞煞，像是「黃光微影」到底在黃什麼？「蝕刻」又是怎麼把多餘的東西「吃掉」？但作者很用心，用了很多比喻，像是把製程比喻成蓋房子，從地基（晶圓基板）開始，一層一層加上不同的材料（薄膜沉積），然後再精準地「畫」上線路（黃光微影），最後再把不需要的地方「移除」（蝕刻）。這種循序漸進的講解，讓即使是沒有任何背景知識的我，也能慢慢理解整個流程的邏輯。特別是看到介紹到台灣在這些製程技術上的領先地位，我真的覺得台灣人太厲害了！書中也提到了很多影響製程效率和良率的關鍵因素，例如「潔淨室」的等級要求有多嚴苛，任何一點灰塵都可能毀掉一顆昂貴的晶片，這讓我想到以前回家，爸媽總是叮嚀我們回家要先洗手，現在才明白那背後的意義有多重大。總體來說，這本書不僅是一本技術書籍，更像是一本台灣半導體產業的「圖鑑」，讓我們這些在地人也能驕傲地跟外國朋友介紹，我們不只「會」做晶片，更是「懂」做晶片！