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科技时代的先锋:半导体面面观

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标签: 半导体

半导体

科技时代的先锋:半导体面面观》内容简介: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,好奇的你是不是有很多疑惑、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,让你在畅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高性能的汽车,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以及这其中凝结着的人类智慧吧!  《科技时代的先锋:半导体面面观》适合青少年读者、科学爱好者以及大众读者阅读。

菊地正典编写的这本《科技时代的先锋:半导体面面观》可以让更多人了解半导体,特别是关于硅和硅的集成电路(IC)。

为了让中学生也能很好地理解半导体的相关内容,本书以“说明尽可能简单通俗”为第一目标,同时注意“正确地把完整面貌呈现给读者”。

本书从“半导体究竟是什么”开始,进而说明“半导体有什么性质和功能、具有这些性质和功能的原因”、“由半导体构成的集成电路是什么”、“半导体和集成电路有哪些种类、是什么构造”、“集成电路是如何制成的”、“半导体和集成电路在哪些领域使用”,最后介绍了“半导体技术领域的前沿”。

第1章  半导体基础

001  介于导体和绝缘体之间的物质——半导体

002  半导体也有很多种①  半导体的种类

003  半导体也有很多种②  半导体的骄子——硅

004  固态硅的三种形态  单晶、多晶、非晶

005  硅半导体内的电传导①  自由电子导电的n型硅

006  硅半导体内导电的物质②  空穴导电的p型硅

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

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

009  具有与硅不同特征的半导体  由2种以上元素构成的“化合物半导体”

COLUMN  氧化物半导体和有机半导体

第2章  半导体器件

010  能阻碍电流流动的电阻  半导体制造的“电阻元件”

011  能暂时储存电的电容  半导体制造的“电容元件”

012  使电流单向流动的器件  pn结二极管

013  把光变成电的半导体器件  光电二极管

014  把电变成光的半导体器件  发光二极管

015  通信和存储方面的广泛应用  半导体激光

016  晶体管是什么  代表性晶体管的种类

017  以电子作为载流子的MOS晶体管  n沟道型

018  以空穴作为载流子的MOS晶体管  p沟道型

019  让移动设备成为可能  CMOS

020  用pn结作为栅极的晶体管  JFET

021  利用肖特基栅极的晶体管  MESFET

022  利用电子与空穴的晶体管  双极型晶体管

COLUMN  晶体管的诞生

第3章  半导体集成电路——逻辑电路

023  将电子元器件和线路制作在半导体电路板上  集成电路

024  各种各样的IC  根据结构、基板、信号不同而不同

025  芯片上能够装多少个元件  根据集成度进行的MOS-IC分类

026  IC都有什么样的功能  按功能对MOS-IC分类

027  逻辑电路的数学基础  布尔代数

028  逻辑电路的基本组成要素“门电路”①  NOT电路

029  逻辑电路的基本组成要素“门电路”②  OR电路

030  逻辑电路的基本组成要素“门电路”③  AND电路

031  进行加法运算的电路  加法电路

032  进行减法运算的电路  减法电路

033  比较判断信号大小的电路  比较电路和异或电路

034  实现作为计算机大脑功能的IC  MPU

035  实现微机功能的IC  MCU

036  处理数字信号的特殊处理器DSP

037  根据使用者、用途不同而被专用化的IC  ASIC

038  用户可自己变更功能的逻辑电路  可编程逻辑器件PLD

039  在IC芯片上实现系统功能  系统LSI

040  被称作电子眼的IC  CCD

COLUMN  最早的电子计算机

第4章  半导体集成电路——存储器

041  暂时记录数据的电路  触发器和暂存器

042  记忆信息的半导体的结构

043  计算机的主要存储器  DRAM

044  不需要保存过程的高速存储器  SRAM

045  制造阶段记录数据的存储器  掩模式只读内存

046  切断电源也可以持续记忆的存储器  闪存

047  相同数量的存储单元记忆容量增加  多值内存

COLUMN  微型化的指导原理——定标原理

第5章  IC的开发和设计

048  IC开发流程  从市场调查到上市

049  IC的分层设计  从系统设计到版图设计

050  关于  IC的元件尺寸与位置关系的规则  设计标准

051  设计IC的结构和电特性  设备设计

052  设计IC的制造方法  流程设计

COLUMN  半导体业的分化

第6章  硅晶片的制作方法

053  硅元素无处不在

054  多晶硅是硅石经还原、转化、蒸馏而成的

055  使单晶硅棒生长的CZ法

056  单晶棒切片以及磨面加工

057  以毒制毒  晶体吸杂

058  硅晶片派生物  外延生长晶片和SOI

COLUMN  硅晶片的性能要求

第7章  IC的制作方法①——前工序

059  IC的整体制造过程概观  前工序和后工序

060  原件形成前工序的前半部分①  FEOL

061  原件形成前工序的前半部分②  FEOL

062  配线形成前工序的后半部分  BEOL

063  导体、绝缘体、半导体的薄膜形成技术  成膜工程

064  把掩膜形式转变成晶片  光刻技术

065  材料膜腐蚀去除  蚀刻法

066  半导体里加入杂质  热扩散和离子注入

067  各种热处理的作用  推进、回流、退火

068  晶片表面完全平整化  CMP

069  清洁晶片  清洗

070  判定晶片上芯片的优劣  晶片检测和修饰

COLUMN  净化车间

第8章  集成电路的制作方法②——后工序

071  把晶圆切割成一个个芯片  切割

072  芯片封装  安装

073  芯片电极和包装接线柱的连接  金属丝焊接

074  芯片封装  密封

075  封装接线端识别IC  引线镀金、盖印、成形

076  包装的种类  通孔安装和表面安装

077  IC的形状和特性检测  检查和分类

COLUMN  IC的可靠性和筛选

第9章  半导体尖端技术

078  硅晶圆的大尺寸化  下一代晶圆是450mm

079  MOS晶体管高速化  应变硅技术

080  新结构MOS晶体管  被称作最终的晶体管结构

081  光刻技术的未来①  浸没式曝光和双重曝光

082  光刻技术的未来②  EUV

083  光刻技术的未来③  ML2和纳米压印

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

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

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

087  新材料引进带来的突破①  高-k栅极绝缘膜和金属栅极

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

COLUMN  “More  Moore”和“More  than  Moore”

参考文献

译后记

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