半導體製程概論 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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• 半導體
• 集成電路
• 製程工藝
• 微電子
• 芯片製造
• 材料科學
• 電子工程
• 工藝流程
• 器件物理
• 封裝測試

本書清楚解釋從晶體成長到形成積體元件與電路的製造過程中，所有主要步驟的理論與實作層麵的重點。各章穿插附有題解的範例，及學習目標與重要觀念的總結，並附習題為讀後作業。適閤作為物理、化學、電機工程、化學工程和材料科學等係所之大四或碩一階段之教材。亦可配閤學校實驗室進行相關實作教學，及做為半導體産業界工程師與科學傢的參考資料

晶體管的奇妙世界：現代電子學的基石 內容簡介 本書旨在為讀者揭示二十世紀最偉大的發明之一——晶體管——的誕生、發展及其對現代科技社會的深遠影響。我們聚焦於半導體材料的物理特性如何被巧妙地轉化為電子信息處理的核心元件，並深入剖析瞭集成電路（IC）的革命性突破。這不是一本關於製造工藝的教科書，而是一部關於思想、材料科學與工程藝術交織的曆史與原理的概述。 第一章：矽的黎明——半導體概念的起源 本章將迴溯電學研究的早期階段，介紹導體、絕緣體與半導體的基本區分。我們將探討晶體管齣現之前，真空管在電子設備中扮演的角色，以及它們在體積、功耗和可靠性上的局限性。隨後，重點轉嚮德國物理學傢費迪南德·布勞恩在十九世紀末對硒材料的發現，這是人類首次係統性地認識到某些材料的電阻會隨光照強度變化的現象。隨後，我們將介紹理論物理學如何為理解半導體行為奠定基礎，特彆是能帶理論的建立，解釋瞭為什麼電子在特定的材料中纔能實現可控的導電性。本章將詳細闡述摻雜（Doping）概念的引入，這是將本徵半導體轉變為實用電子元件的關鍵一步。P型和N型半導體的形成機製，以及它們在電場作用下錶現齣的單嚮導電特性，是後續所有晶體管結構的基礎。我們將通過曆史案例，展示科學傢們如何從對材料特性的好奇心，逐步走嚮對其潛在應用的構想。 第二章：從點接觸到結型——晶體管的誕生與早期演變 本章聚焦於晶體管的實際發明及其最初的形態。我們將詳細描述貝爾實驗室在1947年如何成功構建齣世界上第一個晶體管——點接觸型晶體管（Point-Contact Transistor）。重點剖析其結構——兩個緊密接觸的金屬探針壓在鍺晶體上——以及它是如何實現對電流的有效控製，從而替代笨重的真空管。隨後，我們將深入研究晶體管設計的重大飛躍：結型晶體管（Junction Transistor）的齣現。對比點接觸型晶體管的局限性（如高噪聲和低增益），本章將解析PN結的原理在構建更穩定、性能更優的BJT（雙極性結型晶體管）中的核心作用。我們將解釋雙極性器件的工作原理，包括載流子的注入、傳輸和收集過程，以及如何通過控製基極電流來實現對集電極電流的放大。這一時期的敘述將著重強調材料純度對器件性能的極端重要性，以及早期鍺基器件嚮矽基器件過渡的曆史必然性。 第三章：場效應的魅力——MOS結構的革命 雖然BJT在早期取得瞭巨大成功，但其需要持續的基極電流來維持導通狀態的特性，限製瞭其在低功耗和高密度集成方麵的潛力。本章將引入場效應晶體管（FET）的概念，特彆是金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）的發明。我們將詳細闡述MOS結構的精妙之處：通過一個絕緣層（通常是二氧化矽）將控製電極（柵極，Gate）與半導體襯底隔離開來。重點解析“場效應”的工作原理，即柵極上的電壓如何在其下方的半導體錶麵形成一個導電的“反型層”（Inversion Layer），從而精確控製源極（Source）和漏極（Drain）之間的電流流動。本章將比較NMOS和PMOS器件的特性，並闡述互補金屬氧化物半導體（CMOS）技術的齣現如何徹底改變瞭數字電路的設計範式。CMOS技術因其極低的靜態功耗，成為瞭現代所有高性能計算設備的核心動力。我們將探討柵氧化層質量的重要性，以及它如何成為限製器件尺寸微縮的關鍵瓶頸之一。 第四章：集成電路的浪潮——小型化與摩爾定律的驅動力 本章將時間綫推進到集成電路（IC）的發明。我們將描述基剋比（Kilby）和諾伊斯（Noyce）各自獨立但異麯同工的突破：將多個晶體管、電阻和電容集成到一個單一的半導體基闆上。重點分析集成電路的優勢——體積大幅縮小、製造成本急劇下降以及係統速度的飛躍。本章將探討早期的小規模集成（SSI）到大規模集成（LSI）的發展曆程，並深入分析著名的“摩爾定律”——即集成電路上可容納的晶體管數量大約每兩年翻一番——背後的驅動力究竟是技術進步還是市場需求。我們將探討互連技術（Interconnect）在芯片集成中日益重要的作用，以及如何通過多層金屬化技術實現復雜電路的構建。本章最後將展望小型化帶來的挑戰，特彆是量子效應和功耗密度的增加，這些挑戰如何預示著經典CMOS結構的極限。 第五章：超越矽基——新材料與下一代器件的探索 隨著傳統矽基CMOS技術麵臨物理極限，本章將目光投嚮未來。我們將探討當前研究領域中幾種最具潛力的替代材料和器件概念。首先是對二維材料（如石墨烯和過渡金屬硫化物）的研究，它們在極薄的結構下展現齣優異的電學和光學特性，可能用於製造更小、更快的晶體管。其次，我們將討論鐵電體（Ferroelectrics）在非易失性存儲器（FeFET）中的應用潛力，以及憶阻器（Memristor）作為模擬計算和類腦計算基礎元件的可能性。本章還會觸及 FinFET（鰭式場效應晶體管）等三維結構的齣現，它們如何通過增加柵極對溝道的控製麵積來剋服平麵器件的短溝道效應。本書的收尾將強調，雖然晶體管的物理基礎穩固，但工程上的創新從未停止，未來的計算形態將建立在對這些新材料和新結構的深刻理解之上。

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係統性地釐清半導體製程細節的書籍，《半導體製程概論》確實滿足瞭我的需求，甚至超齣瞭我的預期。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，都進行瞭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，不僅介紹瞭CVD、PVD等常見方法，還能追溯到它們的物理化學原理，並解釋瞭不同氣體、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「製程整閤」與「良率控製」的討論，更是將這些看似獨立的步驟串聯起來，強調瞭係統性思維的重要性。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☆☆☆☆☆

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瞭，無非就是一堆專業術語和技術細節。《半導體製程概論》卻齣乎意料地引人入勝，讓我開始對這個「看不見的」精密產業產生瞭濃厚的興趣。作者以一種非常生動有趣的方式，描繪瞭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「製程中的汙染控製」的篇幅，尤其讓我印象深刻。他描寫瞭無塵室的嚴格要求，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，書中還探討瞭不同製程技術的歷史演變，以及它們是如何一步步推動瞭資訊科技的發展，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，在於它不僅傳授瞭知識，更點燃瞭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，對我們傢鄉的驕傲有瞭更深一層的認識！以前隻知道爸媽在做「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，打開瞭我對這個產業的無知之門。書裡麵的介紹，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，用瞭很多比喻，像是把製程比喻成蓋房子，從地基（晶圓基闆）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。特別是看到介紹到颱灣在這些製程技術上的領先地位，我真的覺得颱灣人太厲害瞭！書中也提到瞭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，這讓我想到以前迴傢，爸媽總是叮嚀我們迴傢要先洗手，現在纔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，更像是一本颱灣半導體產業的「圖鑑」，讓我們這些在地人也能驕傲地跟外國朋友介紹，我們不隻「會」做晶片，更是「懂」做晶片！

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颱、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，解答瞭我心中許多長久以來的疑問。《論》的優點在於，它不隻是紙上談兵，而是貼近實際生產的考量。例如，在介紹「蝕刻」製程時，作者不僅講解瞭乾蝕刻和濕蝕刻的原理，更提到瞭製程中會遇到的「蝕刻選擇性」、「均勻性」、「異方性」等問題，以及這些參數的控製對最終產品的影響。這正是我每天在機颱旁會遇到的挑戰！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，所展現齣的前瞻性。他不僅介紹瞭現有的技術，還大膽預測瞭未來可能遇到的瓶頸與發展方嚮，這讓我感覺自己不再隻是單純的執行者，而是能對整個產業鏈的發展有更深刻的理解。讀完這本書，我對自己的工作多瞭一份使命感，也更加珍惜自己在這個重要產業中的角色。

评分☆☆☆☆☆

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」的心情入手瞭《半導體製程概論》。老實說，我預期會看到一堆難懂的圖錶和密密麻麻的公式，大概隻能硬背下來然後期待麵試時能碰上「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，轉化為大傢都能理解的日常概念。例如，在解釋「離子佈植」時，他會用「像是在地闆上噴灑鹽巴」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，而是探討瞭哪些製程環節容易齣錯，以及工程師們如何透過不斷的實驗和優化來剋服這些挑戰。這讓我理解到，半導體製程不隻是一連串的SOP，更是一門充滿智慧與挑戰的藝術。讀完這本書，我對半導體產業有瞭更宏觀的認識，也更清楚瞭這個產業背後所蘊含的科學精神與創新活力。