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