数控加工编程与操作 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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isbn号码:9787560420196

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• 工业制造
• 实训教程

现代集成电路设计与制造技术 本书聚焦于当今信息技术革命的基石——集成电路（IC）领域，深入剖析了从材料科学到先进封装的完整产业链条。它旨在为电子工程、微电子学、材料科学及相关专业的学生和研究人员提供一份全面、深入且与时俱进的技术指南。 本书严格围绕集成电路的设计、制造、测试与应用展开，内容结构清晰，逻辑严密，力求在理论深度与工程实践之间取得完美平衡。全书共分为六大部分，涵盖了从半导体物理基础到尖端制造工艺的各个关键环节。 --- 第一部分：半导体物理与器件基础 本部分是理解现代芯片制造的理论基石。我们首先回顾了固体物理学中关于能带理论、载流子输运机制的经典内容，并将其直接应用于半导体材料（如硅、锗、砷化镓）的特性分析。 重点章节深入探讨了MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的工作原理。详尽地阐述了阈值电压的控制、亚阈值区的电流泄漏机制、载流子迁移率的限制因素，以及如何通过不同的栅极材料和结构（如高K介电层、金属栅极）来优化器件性能。此外，对衬底工程，如掺杂、离子注入和退火工艺对器件特性的影响进行了细致的建模和讨论。对于高频应用中至关重要的双极型晶体管（BJT）及其与MOS器件的性能对比，也给予了充分的篇幅。 --- 第二部分：超大规模集成电路（VLSI）设计方法学 本部分转向芯片设计的前端和后端流程。我们首先介绍了设计流程自动化（EDA）工具链在现代IC设计中的核心作用，包括设计规范、IP复用和设计验证。 前端设计部分，详细介绍了硬件描述语言（HDL），特别是Verilog和VHDL的先进特性，以及如何利用这些语言进行逻辑综合。重点分析了综合过程中时序优化、面积最小化和功耗约束的映射技术。我们着重讨论了标准单元库（Standard Cell Library）的构建原理及其对设计结果的决定性影响。 后端设计（物理实现）是本书的另一核心。我们系统地讲解了布局规划（Floorplanning）、标准单元的放置（Placement）算法（如力导向算法和迭代改进算法），以及布线（Routing）的复杂性与多层金属互连的设计规则。特别强调了时序收敛的挑战，包括静态时序分析（STA）的基本原理、建立时间（Tsu）和保持时间（Th）的违例检查与修复方法，以及延迟模型（如RC延迟模型）的应用。 --- 第三部分：CMOS工艺与制造流程深度解析 这是本书技术深度体现的部分，详细描述了从硅片生长到最终封装的复杂制造步骤。 我们首先探讨了硅片制备，包括直拉法（Czochralski）单晶硅锭的生长、晶圆的切割、研磨和抛光技术（CMP）。 核心章节聚焦于光刻（Lithography）技术。从紫外光刻（UV）到深紫外光刻（DUV），再到极紫外光刻（EUV）的原理、掩模版的制作与缺陷控制。详细分析了分辨率、掩模偏移（Mask Misalignment）和像差对图案精度的影响。 随后的章节深入讲解了薄膜沉积技术，包括化学气相沉积（CVD）及其在介电层和多晶硅沉积中的应用，以及物理气相沉积（PVD）在金属层互连中的作用。 刻蚀（Etching）工艺的讨论细致入微，区分了干法刻蚀（如反应离子刻蚀RIE）和湿法刻蚀的机理，并着重分析了各向异性刻蚀的控制，这对实现纳米级结构至关重要。 --- 第四部分：先进互连与三维集成技术 随着平面尺寸的缩小，互连延迟已成为限制芯片性能的主要瓶颈。本部分专门讨论了金属互连的演进。我们详细分析了从铝到铜互连的过渡，以及低K介电材料在减少RC延迟中的关键作用。 此外，本书对芯片封装技术的进步进行了展望。重点介绍了TSV（硅通孔）技术在实现3D集成电路（3D-IC）中的应用，包括TSV的制作流程、电学特性建模以及热管理挑战。 --- 第五部分：低功耗设计与可靠性工程 现代移动设备对能效比提出了严苛要求，因此低功耗设计成为IC设计的重中之重。本部分系统地介绍了动态功耗（开关功耗）和静态功耗（泄漏功耗）的来源与优化策略。内容包括电压/频率调控（DVFS）、时钟门控（Clock Gating）、电源门控（Power Gating）等自下而上的设计技术。 在可靠性方面，本书覆盖了制造缺陷、ESD（静电放电）保护电路的设计原则，以及工艺、电压、温度（PVT）变化对电路寿命和性能的影响分析。对EM（电迁移）和IR Drop（电源网络压降）等工程问题进行了详细的案例分析。 --- 第六部分：测试与良率管理 没有完善的测试，芯片的商业化是不可想象的。本部分讲解了半导体测试的理论基础。内容涵盖了可制造性设计（DFM）的原则，以及如何将测试结构嵌入到设计中。 重点介绍了DFT（设计可测性）技术，包括扫描链（Scan Chain）的插入与测试向量的生成，以及BIST（内建自测试）技术，如基于LFSR的存储器测试方法。最后，本书讨论了半导体良率模型（如Poisson模型、越野模型），并解释了如何利用测试数据来诊断制造过程中的薄弱环节，从而指导工艺改进。 本书的特点在于其前沿性和实践性，紧密结合了当前10nm及以下先进节点的工艺挑战和设计需求，是理解和掌握现代集成电路全流程的权威参考资料。

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