积体电路：制程设计、佈局规划及测试 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本书以工程师的观点来完成架构，提供读者进入半导体工厂实务所需之知识。本书内含十二个章节，将半导体的制造技术分为前段制程与后段制程，以积体电路制程技术上之所需之制程设计做为论述之重点，大致由光罩开模、半导体元件整合制程结构、制程变异控制规范与制程设计法则验证为基本架构，并详述各制程相关模组所扮演的角色以及如何做好所需之相关测试键设计与制程验证，最后提供如何分析元件基本电性测试与可靠性量测，每一章节提供范例来加深读者对课程的印象与认知，如此可符合目前半导体制程工程师在学习上的需求，并提供未来期望进入半导体制程相关产业的人士有一个基本理论认知与实务知识的教科书与实务练习的工具书。

　　本书编排章节与一般市面半导体相关书籍不同，主要以半导体元件设计理念与相关半导体工程观点为内容。适合读者包括半导体等相关高科技产业的新进人员，以及对半导体产业有兴趣的学生和社会人士使用。

现代半导体器件物理与先进制造技术 本书深入探讨了现代半导体器件的物理基础、前沿制造工艺以及系统级集成所面临的关键挑战。它旨在为电子工程、材料科学以及微电子学领域的研究人员、工程师和高级学生提供一个全面且深入的视角，理解支撑当今所有电子系统的核心技术。 第一部分：半导体物理学基础与量子效应 本书首先回顾了固体物理学的基本概念，重点聚焦于半导体材料的能带结构、载流子输运理论（如漂移和扩散）以及PN结的静态与动态特性。我们详细分析了费米能级、有效质量以及杂质能级的概念，为后续器件模型建立奠定坚实基础。 随后，内容深入到近零尺寸效应对传统器件特性的影响。讨论了量子限制效应，如量子阱、量子线以及零维量子点结构中，电荷载流子的行为如何偏离经典的半经典模型。对载流子散射机制的分析涵盖了声子散射、杂质散射、表面粗糙度散射以及载流子-载流子相互作用，这些对理解高迁移率器件的性能至关重要。 本部分还涵盖了新兴半导体材料的物理特性。除了传统的硅基材料外，书中详尽介绍了III-V族半导体（如GaAs, InP）在高速电子学中的应用，以及当前极受关注的二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物TMDs）在超薄沟道器件中的潜力与挑战。对这些材料的带隙工程、载流子迁移率和热学性质进行了对比分析。 第二部分：晶体管结构演进与亚微米器件建模 本章系统梳理了场效应晶体管（FET）从平面结构向深亚微米和纳米尺度发展的历程。详细剖析了MOSFET结构的关键组成部分——栅氧化物、沟道层和源/漏区的材料选择与界面工程。 重点章节致力于短沟道效应的深入分析，包括阈值电压滚降（DIBL）、栅控能力的下降以及亚阈值斜率的恶化。为应对这些挑战，本书全面介绍了先进晶体管结构的物理原理： 1. SOI（绝缘体上硅）技术：分析其寄生电容的降低效应以及全耗尽（FD-SOI）与部分耗尽（PD-SOI）模式下的工作特性。 2. 多栅晶体管（Multi-Gate FETs）：详细解析了双栅（DG-MOSFET）和三栅（FinFET）结构中，垂直和水平方向的栅极如何实现对沟道的更优异的静电控制。书中提供了基于二维泊松方程和漂移-扩散模型的FinFET的电学特性仿真与分析方法，包括沟道电荷的分布和跨导的优化。 3. 隧道场效应晶体管（TFETs）：作为低功耗器件的潜在替代方案，本书阐述了其基于带间隧穿（BTBT）的工作机制，并对比分析了其在实现陡峭亚阈值摆幅（SS < 60mV/decade）方面的物理限制与设计策略。 第三部分：先进集成电路中的可靠性与工艺限制 本部分将视角从单个器件扩展到大规模集成电路（IC）环境下的可靠性问题和制造极限。 热管理与功耗：随着集成密度的增加，散热成为制约性能的关键因素。书中探讨了IC热设计中的传导、对流和辐射模型，分析了电迁移（Electromigration）和热效应引起的性能衰减。针对动态功耗和静态漏电，提出了基于电压/频率调节（DVFS）和电源门控（Power Gating）的系统级低功耗设计技术。 可靠性物理：重点研究了影响器件寿命的长期降级机制： TDDB（时间依赖性介质击穿）：分析了高K/金属栅（HKMG）结构中界面陷阱的形成与累积效应对介质寿命的影响。 NBTI/PBTI（负/正偏置温度不稳定性）：深入探讨了在交变电场和温度应力下，栅氧化物/半导体界面缺陷的产生、钝化和修复动力学模型。 热载流子注入（HCI）：分析了高场强下载流子被加速注入到栅氧化物中，导致栅电流增加和阈值电压漂移的物理过程。 制造工艺的挑战：讨论了光刻技术（EUV光刻）如何应对特征尺寸的不断缩小，特别是掩模版缺陷控制和线宽粗糙度（LWR）对器件均匀性的影响。此外，对先进的金属互连技术进行了分析，包括铜互连的阻挡层材料选择、化学机械抛光（CMP）对全局和局部平坦化的要求，以及极细金属线中的高电阻率效应。 第四部分：存储器技术与新器件 本章专门讨论了用于信息存储的先进技术及其物理学基础。 动态随机存取存储器（DRAM）：分析了电容器的等效漏电路径、存储电荷的保持能力，以及读/写操作中的干扰（如位线耦合噪声）对数据完整性的影响。 非易失性存储器（NVM）： 1. 闪存（Flash Memory）：详细解释了浮栅（Floating Gate）和电荷陷阱（Charge Trap）结构的工作原理，着重于隧穿机制（Fowler-Nordheim Tunneling 和 Direct Tunneling）在编程/擦除过程中的能耗与寿命平衡。 2. 新型存储器：对电阻式随机存取存储器（RRAM）的导电桥形成与断裂机理（SET/RESET），磁阻式随机存取存储器（MRAM）的自旋转移矩（STT-MRAM）和自旋轨道矩（SOT-MRAM）的工作原理及其在高性能计算中的应用前景进行了深入探讨。 本书结构严谨，理论阐述细致入微，辅以大量的物理模型和工程实例，旨在为读者提供一个从基础量子力学到复杂集成电路可靠性的完整知识体系。它强调理论与实验数据的结合，使用现代半导体行业公认的分析工具和术语，是深入理解现代微纳电子器件工程的必备参考书。

第1章  半导体原件与制程简介
第2章  晶圆下线
第3章  制程流程与布局设计
第4章  模组设计(一)隔离制程流程
第5章  模组设计(二)元件制程流程
第6章  模组设计(三)后段制程流程
第7章  制程变异与控制
第8章  制程规范规划与光罩制作
第9章  设计法则验证
第10章  半导体元件测试
第11章  测量元件设计
第12章  元件可靠性分析

评分☆☆☆☆☆

我是一名資深的軟體工程師，雖然日常工作主要和程式碼打交道，但一直對底層的硬體運作原理感到好奇。《積體电路：制程设计、佈局规划及测试》這本書，則意外地滿足了我長久以來的求知慾。它以一種相對易懂的方式，深入淺出地介紹了積體電路的誕生過程，從最初的矽砂到最終的晶片成品，每個環節都充滿了科學的奧秘。 尤其讓我感興趣的是書中關於「製程設計」的闡述。作者並沒有過於強調枯燥的化學公式，而是著重於描述各種製程步驟的邏輯和目標。例如，他如何解釋光刻技術是如何將設計圖「轉印」到矽晶圓上的，以及蝕刻又是如何將不需要的部分「移除」，進而形成複雜的電路結構。這些描述讓我對微米甚至奈米級的精細加工有了更直觀的理解，也讓我對現今科技的精密程度感到驚嘆。 「佈局規劃」的部分，則讓我看到了工程師的智慧。我一直以為電路設計就是畫畫電路圖，但書中讓我了解到，將電路圖轉換成實際的晶片佈局，是一項極具挑戰性的任務。需要考慮的因素非常多，像是如何有效利用有限的空間，如何減少訊號干擾，以及如何確保晶片的穩定性。書中提到的「佈局規則」更是讓我意識到，即使是微小的差異，也可能對最終的產品產生巨大的影響。 「測試」的部分，則是我從軟體角度轉換到硬體思維的一個重要橋樑。雖然我熟悉軟體測試，但硬體的測試原理又是另一套邏輯。書中介紹的各種測試方法，像是功能測試、效能測試、製程測試等等，讓我了解到如何從不同層面去驗證晶片的品質。尤其提到如何設計測試向量，來找出潛在的錯誤，這和我做軟體單元測試有異曲同工之妙，只是複雜度和精細度是天壤之別。 總之，這本書對於我這樣跨領域的讀者來說，是一本極具價值的入門讀物。它不僅讓我對積體電路的整個生命週期有了全面的認識，更讓我對硬體工程師的工作有了更深的理解和敬意。這本書讓我在思考軟體架構時，也能夠更宏觀地考慮硬體的限制和可能性。

评分☆☆☆☆☆

最近入手了這本《積體电路：制程设计、佈局规划及测试》，說實話，這本書的內容深度和廣度都相當驚人，對於想要深入了解積體電路產業的讀者來說，絕對是一本不容錯過的工具書。我個人是從事設備工程師的工作，時常需要和各種半導體製程設備打交道，但對於設備背後所生產的「產品」——積體電路本身，卻一直缺乏系統性的認識。 本書的「製程設計」部分，為我提供了非常寶貴的背景知識。它系統性地介紹了從矽晶圓的提煉、切割，到後續的磊晶、氧化、光刻、蝕刻、離子佈植、金屬化等一系列複雜的步驟。作者在解釋這些步驟時，並沒有一味地堆砌術語，而是透過清晰的流程圖和圖解，將每一個步驟的目的、關鍵參數以及可能遇到的問題都闡述得非常到位。這對於我理解不同設備在製程中的作用，以及它們之間的協同關係，有著極大的幫助。 「佈局規劃」的部分，我更是看到了積體電路設計的藝術和科學。書中詳細介紹了如何將抽象的電路邏輯，轉化為可以在矽晶圓上蝕刻的具體版圖。作者特別強調了「設計規則」的重要性，以及各種佈局工具的功能。這讓我了解到，所謂的「設計」，並非天馬行空，而是需要在嚴謹的規則下進行優化，以達到最佳的效能和可靠性。這也讓我更深刻地理解到，為什麼有些晶片會比其他晶片貴，因為其中蘊含著無數的智慧和精確的計算。 「測試」的部分，則讓我看到了一個產品從誕生到上市的最後一道關卡。書中對於各種測試方法，像是良率分析、缺陷檢測、可靠性驗證等，都有詳細的介紹。這讓我理解到，為何有些電子產品在初期會出現各種問題，因為測試環節是發現並解決這些問題的關鍵。同時，書中也提到了測試的成本問題，這也讓我從另一個角度去理解產品的定價。 總結來說，這本《積體电路：制程设计、佈局规划及测试》為我這個半導體產業的「幕後」工作者，提供了一個前所未有的「台前」視角。它讓我在面對各種設備時，不再只是操作者，更能理解他們所承載的科技意義。這本書的內容扎實，結構清晰，對於任何想深入了解積體電路產業的讀者，都非常有價值。

评分☆☆☆☆☆

我最近在逛光華商場時，無意間發現了這本《積體电路：制程设计、佈局规划及测试》。老實說，一開始我對這類型的書有點猶豫，畢竟半導體製程這種東西聽起來就很艱澀，感覺離我的日常生活有點遙遠。不過，翻開目錄後，我發現它涵蓋的內容相當廣泛，從最基礎的半導體材料和製程原理，到實際的晶圓製造流程，再到後端的封裝測試，幾乎是把整個積體電路誕生的過程都講透了。 更吸引我的是，書中對於「佈局規劃」的闡述。這部分聽起來像是建築師在設計房屋的藍圖，但應用在微小的晶片上，其複雜度和精密度更是超乎想像。作者很細心地解釋了如何將電路圖轉換成可以在矽晶圓上蝕刻的圖案，包括線寬、間距、元件的擺放等等，每一個細節都可能影響到晶片的效能和良率。我尤其對書中提到的「設計規則檢查」(DRC) 和「版圖後模擬」(Post-Layout Simulation) 感到好奇，這感覺就像是在施工前進行嚴格的驗證，確保一切都符合標準，避免後續的重大錯誤。 另外，這本書也深入探討了「測試」這個看似簡單卻至關重要的環節。畢竟，再好的設計和製造，如果不能通過嚴格的測試，也是無法進入市場的。我很有興趣了解書中是如何介紹各種測試方法，像是功能測試、性能測試、可靠性測試等等，以及如何設計測試向量來找出晶片中的缺陷。這讓我聯想到，我們日常使用的各種電子產品，背後都有無數的工程師在進行這些精密的工作，才能保證我們使用時的順暢。 坦白說，我原本是想找一本關於 FPGA 應用開發的入門書，但意外被這本《積體电路：制程设计、佈局规划及测试》吸引。它讓我對積體電路的「幕後」有了一個更全面的認識。以前我只知道有 CPU、GPU 這些名詞，但從來沒有真正理解它們是如何被「製造」出來的。這本書就像是打開了一扇通往半導體產業核心的大門，讓我看到了從沙粒變成複雜晶片的奇妙旅程。 雖然我對書中的許多專業術語還需要時間去消化，但這本書的價值絕對不只在於技術知識的傳遞。它更是一種對現代科技發展的敬意。每次看到手機、電腦裡各種功能的實現，我都會聯想到這本書裡提到的那些精密的製程和嚴謹的設計。這是一本對於想深入了解現代科技根本的人，非常有啟發性的讀物。

评分☆☆☆☆☆

這本《積體电路：制程设计、佈局规划及测试》真是讓我大開眼界！我本身是電子工程系的學生，平時上課的內容雖然有接觸到一些皮毛，但總覺得不夠深入。這次有機會讀到這本書，感覺就像是在堆疊知識的城堡，把零散的概念一一串聯起來，形成一個完整且清晰的圖像。 特別是關於「製程設計」的部分，我一直以為製作晶片就是一層一層的堆疊，但書中詳細介紹了光刻、蝕刻、離子佈植、薄膜沉積等等複雜的物理和化學過程。作者用非常生動的比喻，像是把光刻比喻成用光影作畫，蝕刻則像是用化學藥水精準地雕刻，讓我這個對化學物理沒那麼有把握的人，也能大致理解其中的原理。而且，書中還提到了不同製程技術的演進，像是 CMOS、FinFET 等，以及它們各自的優缺點，這對於我們了解產業趨勢很有幫助。 「佈局規劃」的部分更是讓我佩服。以往看到電路圖，總覺得那是一堆線條和方塊，但書中卻教我們如何將這些抽象的電路轉化為實際的晶圓版圖。作者花了許多篇幅解釋「佈局」的重要性，例如如何優化元件的擺放位置，以減少訊號延遲和功耗，以及如何處理電源和接地線，確保訊號的穩定性。書中提到的「設計規則」更是讓我印象深刻，原來晶片設計竟然有這麼多細節需要遵守，就像是在玩一場非常精密的拼圖遊戲。 「測試」的部分，我更是覺得非常實用。身為未來的工程師，能夠設計出高效且準確的測試方法，是確保產品品質的關鍵。書中介紹了各種測試架構和測試技術，例如 DFT (Design for Testability)，以及如何針對不同的錯誤類型設計測試向量。這讓我意識到，測試並不是隨便做做，而是一門學問，需要結合邏輯設計、製程知識和統計學。 總之，這本書對於我們這些在校學生來說，是一本不可多得的參考書。它不僅提供了扎實的理論知識，更培養了我們對積體電路產業的全面認識。讀完這本書，我對未來的學習方向更加明確了，也更有信心去面對更深入的挑戰。

评分☆☆☆☆☆

我本身是一名從事電子產品維修行業的師傅，每天接觸到的都是各種已經完成的電子產品。雖然我對故障排除和維修技術相當熟悉，但對於這些產品內部的「心臟」——積體電路——是如何被製造出來的，一直感到非常好奇。《積體电路：制程设计、佈局规划及测试》這本書，正好填補了我這方面的知識空白。 書中關於「製程設計」的部分，讓我對半導體的製造有了全新的認識。我過去只知道晶片很小，但沒想到製作的過程如此複雜，而且涉及到的技術門檻也相當高。作者用比較貼近實際操作的角度，介紹了像是黃光、蝕刻、離子注入等等關鍵步驟，讓我了解了這些過程是如何在微小的矽片上「雕刻」出複雜的電路。我尤其對書中提到的「良率」概念印象深刻，這意味著在整個龐大的生產過程中，每一個環節都必須盡可能地完美，才能產出可用的晶片。 「佈局規劃」的部分，更是讓我驚嘆於工程師的設計能力。我之前看到的電路板，上面的電子元件都還算比較大，但書中介紹的晶片佈局，卻是將成千上萬甚至更多的電路元件，緊密地排列在比指甲蓋還小的空間裡。作者詳細解釋了如何通過優化佈局，來提高晶片的性能，降低功耗，以及減少潛在的干擾。這讓我對「麻雀雖小，五臟俱全」這句話有了更深刻的體會。 「測試」的部分，則讓我意識到，一個產品的可靠性，並非單靠製造就能保證。書中對各種測試方法，像是功能測試、壓力測試、環境測試等，都有非常詳細的說明。這讓我了解，為何有些產品剛推出不久就出現問題，可能是測試做得不夠全面，或是測試標準不夠嚴格。同時，這也讓我理解到，為何高階的電子產品往往價格不菲，除了製造成本，嚴格的測試也是其中一個重要的因素。 總之，這本《積體电路：制程设计、佈局规划及测试》對於我這樣有實際維修經驗，但缺乏理論基礎的讀者來說，是一本非常具有啟發性的書。它讓我能夠從更宏觀的角度去理解電子產品的運作原理，也讓我對那些隱藏在產品背後的精密技術有了更深的認識和尊重。