图解入门半导体器件缺陷与失效分析技术精讲

图解入门——半导体元器件精讲

本书改编自东芝株式会社内部培训用书。为了让读者理解以硅（Si）为中心的半导体元器件，笔者用了大量的图解方式进行说明。理解半导体元器件原理最有效的图，其实是能带图。全书共7章，包括半导体以及MOS晶体管的简单说明、半导体的基础物理、PN结二极管、双极性晶体管、MOS电容器、MOS晶体管和超大规模集成电路器件。在本书最后，附加了常量表、室温下（300K）的Si基本常量、MOS晶体管、麦克斯韦玻尔兹曼分布函数、关于电子密度n以及空穴密度p的公式、质量作用定律、PN结的耗尽层宽度、载流子的产生与复合、小信号下的共发射极电路的电流放大倍数、带隙变窄以及少数载流子迁移率、阈值电压Vth、关于漏极电流ID饱和的解释。

本书主要面向具有高中数理基础的半导体初学者，也可供半导体、芯片从业者阅读。

图解入门——功率半导体基础与工艺精讲（原书第3版）

本书以图解的方式深入浅出地讲述了功率半导体制造工艺的各个技术环节。全书共分为11章，分别是：功率半导体的全貌、功率半导体的基本原理、各种功率半导体的原理和作用、功率半导体的用途与市场、功率半导体的分类、用于功率半导体的硅片、功率半导体制造工艺的特点、功率半导体生产企业介绍、硅基功率半导体的发展、挑战硅极限的碳化硅与氮化镓、功率半导体开拓的碳减排时代。

    本书适合与半导体业务相关的人士、准备涉足半导体领域的人士、对功率半导体感兴趣的职场人士和学生阅读。

一本书读懂芯片制程设备

本书是围绕集成电路芯片发展和新一代信息产业技术领域（集成电路及专用设备）等重大需求，编著的集成电路芯片制程设备通识书籍。集成电路芯片作为信息时代的基石，是各国竞相角逐的“国之重器”，也是一个国家高端制造能力的综合体现。芯片制程设备位于集成电路产业链的上游，贯穿芯片制造全过程，是决定产业发展的关键一环。本书首先介绍了集成电路芯片制程及其设备，并着重分析了芯片制程设备的国内外市场环境；然后，针对具体工艺技术涉及的设备，详细综述了设备原理及市场情况；并对我国集成电路芯片制程设备的发展做了总结展望。本书可为制造业企业和研究机构提供参考，也可供对集成电路芯片制程设备感兴趣的读者阅读。

图解入门——半导体制造工艺基础精讲（原书第4版）

《图解入门——半导体制造工艺基础精讲（原书第4版）》以图解的方式深入浅出地讲述了半导体制造工艺的各个技术环节。全书共分为12章，包括半导体制造工艺全貌、前段制程概述、清洗和干燥湿法工艺、离子注入和热处理工艺、光刻工艺、刻蚀工艺、成膜工艺、平坦化 （CMP）工艺、CMOS工艺流程、后段制程工艺概述、后段制程的趋势、半导体工艺的*新动向。

本书适合与半导体业务相关的人士、准备涉足半导体领域的人士、对半导体制造工艺感兴趣的职场人士和学生等阅读参考。

图解入门——半导体制造设备基础与构造精讲 原书第3版

本书以简洁明了的结构向读者展现了半导体制造工艺中使用的设备基础和构造。全书涵盖了半导体制造设备的现状以及展望，同时对清洗和干燥设备、离子注入设备、热处理设备、光刻设备、蚀刻设备、成膜设备、平坦化设备、监测和分析设备、后段制程设备等逐章进行解说。虽然包含了很多生涩的词汇，但难能可贵的是全书提供了丰富的图片和表格，帮助读者进行理解。相信本书一定能带领读者进入一个半导体制造设备的立体世界。

本书适合从事半导体与芯片加工、设计的从业者，以及准备涉足上述领域的上班族和学生阅读参考。

此版本仅限在中国大陆地区（不包括香港、澳门特别行政区及台湾地区）销售。

图解入门——半导体器件缺陷与失效分析技术精讲

本书共分为4章，内容包括半导体器件缺陷及失效分析技术概要、硅集成电路(LSI)的失效分析技术、功率器件的缺陷及失效分析技术、化合物半导体发光器件的缺陷及失效分析技术。笔者在书中各处开设了专栏，用以介绍每个领域的某些方面。在第2~4章的末尾各列入了3道例题，这些例题出自日本科学技术联盟主办的“初级可靠性技术者”资格认定考试，题型为5选1，希望大家可以利用这些例题来测试一下自身的水平。

本书的读者包括：半导体器件工艺及器件的相关技术人员，可靠性技术人员，失效分析技术人员，试验、分析、实验的负责人，以及大学生、研究生等。因此，罗列的内容层次从基础介绍到最新研究，覆盖范围较广。

图解入门——半导体元器件精讲

前言

第1章 半导体以及MOS晶体管的简单说明/

1.1半导体的历史/

1.2半导体的概述/

1.3MOS晶体管的概述/

第2章 半导体的基础物理/

2.1能带/

2.1.1电子是粒子还是波/

2.1.2非连续的能级/

2.1.3能带（连续能级）/

2.2费米统计与半导体/

2.2.1费米-狄拉克分布函数/

2.2.2绝缘体、半导体、金属的区别/

2.2.3本征半导体/

2.2.4N型以及P型半导体/

2.3电中性条件以及质量作用定律/

2.3.1电中性条件/

2.3.2质量作用定律/

2.3.3电子与空穴的密度/

2.4扩散与漂移/

2.4.1扩散电流/

2.4.2漂移电流/

2.4.3电子与空穴的电流密度/

2.5静电场的基本公式/

2.5.1静电场的基本公式/

2.5.2电荷密度、电场、电动势的图解/

第3章 PN结二极管/

3.1PN结二极管的结构以及整流作用/

3.1.1PN结二极管的构造/

3.1.2整流作用/

3.2能带图（接地时）/

3.2.1接合之前的能带图/

3.2.2接合之后的能带图/

3.2.3能带图与电荷密度、电场及电动势/

3.3能带图（施加偏置时）/

3.3.1反向偏置时的能带图/

3.3.2正向偏置时的能带图/

3.4电流电压特性/

3.4.1扩散长度/

3.4.2空间电荷区中的PN积/

3.4.3正向偏置下的电流电压特性/

3.4.4反向偏置下的电流电压特性/

第4章 双极性晶体管/

4.1双极性晶体管的能带图/

4.1.1双极性晶体管的结构/

4.1.2能带图/

4.2电流放大倍数与截止频率/

4.2.1电流放大倍数/

4.2.2电流放大倍数的导出/

4.2.3截止频率/

第5章 MOS电容器/

5.1MOS电容器的C-V特性/

5.1.1电容的说明/

5.1.2MOS电容器的电容/

5.2MOS结构的能带图/

5.2.1能带图（接地）/

5.2.2能带图（施加栅极电压的情况）/

5.3C-V特性的频率依赖性/

5.3.1低频下的C-V特性/

5.3.2高频下的C-V特性/

第6章 MOS晶体管/

6.1MOS晶体管的工作原理/

6.1.1MOS晶体管构造/

6.1.2电动势分布与电子流动/

6.2电流电压特性/

6.2.1线性区以及饱和区/

6.2.2电流电压特性的简单公式/

6.2.3考虑漏极电压VD情况下的漏极电流ID的式子/

6.2.4漏极电流ID饱和的理由/

6.2.5亚阈值区/

6.3NMOS与PMOS/

6.4反相器/

6.4.1电阻负载型反相器/

6.4.2CMOS反相器/

第7章 超大规模集成电路器件/

7.1器件微缩的方向：缩放比例定律/

7.1.1器件微缩化的好处/

7.1.2缩放比例定律/

7.2器件微缩的难点/

7.2.1短沟道效应/

7.2.2CMOS器件的闩锁效应/

7.3互连线微缩造成的信号延迟/

7.3.1定性的说明/

7.3.2延迟时间的估算/

7.4闪存/

7.4.1存储器LSI的分类/

附录/

【附录1】常量表/

【附录2】室温下（300K）的Si基本常量/

【附录3】从基本专利到实用化花了32年的MOS晶体管/

【附录4】麦克斯韦-玻尔兹曼分布函数/

【附录5】关于电子密度n以及空穴密度p的公式/

【附录6】质量作用定律/

【附录7】PN结的耗尽层宽度/

【附录8】载流子的产生与复合/

【附录9】小信号下的共发射极电路的电流放大倍数/

【附录10】带隙变窄以及少数载流子迁移率/

【附录11】阈值电压Vth/

【附录12】关于漏极电流ID饱和的解释/

图解入门——功率半导体基础与工艺精讲（原书第3版）

前言

词语表述和阅读方法说明

第1章 功率半导体的全貌/

1-1功率半导体到底是什么/

1-2把功率半导体比作人的身体/

1-3身边的功率半导体/

1-4电子信息产业中功率半导体的定位/

1-5半导体器件中的功率半导体/

1-6晶体管构造的差异/

第2章 功率半导体的基本原理/

2-1半导体的基本原理/

2-2关于PN结/

2-3晶体管的基本原理/

2-4双极型晶体管的基本原理/

2-5MOS晶体管的基本原理/

2-6功率半导体的历史回顾/

2-7功率型MOSFET的登场/

专栏：单面与双面/

2-8双极型晶体管与MOSFET的结合——IGBT的登场/

2-9信号转换/

第3章 各种功率半导体的原理和作用/

3-1单向导通的二极管/

3-2大电流双极型晶体管/

3-3双向晶闸管/

3-4具有高速开关特性的功率型MOSFET/

3-5环保时代的IGBT/

3-6功率半导体课题的探索/

第4章 功率半导体的用途与市场/

4-1功率半导体的市场规模/

4-2电力基础设施与功率半导体/

4-3交通工具与功率半导体/

4-4汽车与功率半导体/

4-5办公与功率半导体/

4-6家用电器与功率半导体/

第5章 功率半导体的分类/

5-1按用途分类/

5-2按材料分类/

5-3按构造、原理分类/

5-4从额定参数看功率半导体/

第6章 用于功率半导体的硅片/

6-1硅片是什么/

6-2硅片的制造方法与差异/

6-3FZ硅晶体的特点/

6-4FZ硅片为何重要/

6-5硅材料的局限/

第7章 功率半导体制造工艺的特点/

7-1功率半导体与集成电路的区别/

7-2器件构造的研究/

7-3外延生长法的广泛应用/

7-4正反面曝光工艺/

专栏：关于校准器的回忆/

7-5反面杂质激活/

7-6晶圆减薄工艺/

7-7后段工艺与前段工艺的差异/

7-8切割工艺的小差异/

7-9芯片键合工艺的特点/

7-10引线键合使用更宽的引线/

7-11封装材料的不同/

第8章 功率半导体生产企业介绍/

8-1摩尔定律路线图走到尽头/

专栏：路线图就是领跑者/

8-2气势高涨的“日之丸”功率半导体/

8-3保持垂直统合模式的综合性电气企业/

8-4专业企业如何生存/

8-5欧洲生产企业是垂直统合模式吗/

专栏：以创始人名字命名的公司/

8-6美国企业的动向/

第9章 硅基功率半导体的发展/

9-1功率半导体的时代/

9-2IGBT所要求的性能/

9-3穿通与非穿通型IGBT/

9-4场截止型IGBT的登场/

9-5IGBT的发展趋势探索/

9-6功率半导体在智能功率模块（IPM）中的进展/

9-7冷却与功率半导体/

第10章 挑战硅极限的碳化硅与氮化镓/

10-18英寸碳化硅晶圆的出现/

10-2碳化硅晶圆的制造方法/

10-3碳化硅的优点与研究课题有哪些/

10-4实用性不断提升的碳化硅晶片/

10-5氮化镓晶圆的难题——异质外延/

10-6氮化镓的优点与挑战/

10-7氮化镓常闭型器件的挑战/

10-8晶圆生产企业的动向/

专栏：时代总是在循环/

第11章 功率半导体开拓的碳减排时代/

11-1碳减排时代与功率半导体/

11-2对可再生能源而言不可或缺的功率半导体/

11-3智能电网与功率半导体/

11-4电动汽车（EV）与功率半导体/

11-5 21世纪交通基础设施与功率半导体/

11-6跨领域的功率半导体技术令人期待/

专栏：基础材料和核心器件/

参考文献/