施敏的《半导体器件物理与工艺》和《半导体器件物理》有哪些区别

《半导体器件物理与工艺》所讲的器件种类要少，而且后面还有一定篇幅讲工艺，《半导体器件物理》这本书各种半导体器件都涉及到了，当时也认真学了，感觉很开拓思路，但是施敏有些地方还是没写清楚，还好上课的时候老师差不多把施敏没讲清楚的地方都给我们提出来讲了讲。所以这本书不适合初学器件，如果你是刚接触器件课，建议看看皮埃罗的《半导体器件基础》，器件课其实器件课主要就是学PN结，金半接触，BJT，MOSFET，PN结和金半接触是所有器件的基础，后两者是电流控制器件和场控器件的典型代表。当然有些书在这三者的基础上又加上了MESFET，MODFET，JFET，这些其实都是场控器件。

1. 内存的工作原理

显然，内存指的是PC中常见的内存条，这一类内存属于动态随机访问存储器 DRAM (Dynamic Random Access Memory), 它的基本存储单元非常简单易懂，由一个N型场效应晶体管(NMOS FET)和一个电容组成。在这里可以把晶体管看成一个理想的开关。 当NMOS晶体管打开时，检测电容放电造成的电压改变就是读取0/1的过程，向电容注入不同电荷就是写入过程；NMOS晶体管关闭时，电荷保存在电容上，处于存储状态。

DRAM的优势在于其结构简单，面积小，所以在同样面积内可以塞入更多存储单元，存储密度高，现在内存条的容量都顶得上多年前的硬盘了。大家可以自己算算一根2Gb的内存里面有多少这样的单元。 缺点则是：

1. 每次读取都是破坏性的，电容放电后电荷就尼玛没有了啊，所以还要重新写入一遍啊！！！

2. 电容还尼玛会漏电啊，一般写入后几十个微秒之后就漏得没法检测了（现在的电容一般是25pF），整个阵列都要不停的刷新，就是把已经存储的内容读一次再写进去，期间什么都不能做啊！！！

3. 电容太小导致很多问题，比如速度不能太快啊，会被宇宙粒子打到然后就尼玛中和了啊 （ Soft error ） ！！！！

4. 没有电的时候存储的内容就丢掉了，这直接导致大量停电导致的文档丢失等杯具。。。。。

（使得存储器能够在无电时保留信息，台湾人施敏大师和一个韩国人发明了闪存Flash memory。半导体业已经贡献过两个诺贝尔物理学奖：晶体管和集成电路，施敏怕是这个行业中仅存的还有机会拿奖的人，他的合作者早早挂了甚至连专利费都没拿多少。）

2. 如何用半导体工艺制作以上的电路？

DRAM制造工艺是通用的集成电路制作工艺的子集，这个问题就可以转化为“集成电路是如何制造的？”而这个问题就比较复杂了，我争取用“盖楼”这个大家都能理解的例子讲清楚。

集成电路从其横切面来看，是分层的，基本使用同种材料实现类似功能，层与层之间通过通孔（via）做电学连接。

这一结构其实很像一座楼房，芯片制造的过程也有点像盖楼的过程，非常简化的步骤如下：

1. 设计图，也就是芯片的版图（layout）；版图是一幅分层的俯视图，包含了每一层的物理形状信息和层与层间的位置连接关系。版图被转化成掩模（mask），每张掩模则是某一层的俯视图，一颗芯片往往有几十张掩模。芯片的每层是被同时制作的，就像盖楼是必须3楼盖好才能盖4楼。（本来想放一些自己手头上的版图和掩模给大家看看，涉及版权等问题，有兴趣的同学自己搜吧）

2. 平整土地。这个没什么说的，绝大部分芯片都是从平整的芯圆（wafer）开始的，要对芯圆进行清洗啊什么的

3. 地基和底层。这是在制造过程中最关键最复杂的一步，因为所有重要的有源器件（active device）如晶体管都是在电路的最底层。 首先要划线（光照Photolithography）界定哪里要挖掉哪里要保留，然后挖坑（ecthing刻蚀），在需要的地方做固化（离子注入Ion Implantation），盖墙铺管道什么的（化学沉积和物理沉积CVD&PVD）等等。具体步骤十分复杂，往往需要十几张掩模才能完成，不过大家可以自行脑补一座大楼怎么从地上长出来的。

4. 高层。较高的层就相对简单了，还是划线决定（光照Photolithography）哪里要做墙或柱子，哪里是空间，再沉积金属把这些东西长出来。这些层次基本都是铜或铝金属连接，少有复杂器件。

5. 封顶。做一层金属化合物固化保护，当然要把连接点（PAD）露出来。

6. 清洗，切割。 这一步盖楼是没有的。。。。一块300毫米直径的晶圆上可能有成百上千块芯片，像切蛋糕一样切下来。

7. 封装。 有点像外立面装修，然后给整座楼通水通电通气。一块小小的硅芯片就变成了我们经常看到的样子，需要的信号和电源被连接到一个个焊球或针脚上。封装是一门很大的学问，对芯片的电气性能影响巨大。

这我还真是外行了，我是英语系的。013物理科学与技术学院参考书目

量子力学 《量子力学》，钱伯初，高等教育出版社

电动力学 《电动力学》，郭硕鸿，高等教育出版社

《电动力学》，汪映海，兰州大学出版社

热力学统计物理 《热力学统计物理》，汪志诚，高等教育出版社（第二版）

固体物理 《固体物理》，C.基泰尔，科学出版社

光学 《现代光学基础》，钟锡华， 北京大学出版社

半导体物理 《半导体物理学》，刘恩科等，高等教育出版社，2002

《半导体物理》，王印月，兰州大学出版社

半导体器件物理 《固体电子器件》，B.G.Streetman中文版（第5版），兰州大学出版社，2005

半导体器件－物理与工艺，施敏，科学出版社，2002

材料物理 《固体物理导论》（第1-8章），基泰尔 著，科学出版社，1979年版

材料化学 《固体化学导论》，苏勉曾 著，北京大学出版社，1987年版：第2，3，4，5章

《固体化学及其应用》，West A. R.著，苏勉曾，谢高阳，申泮文译，复旦大学出版社，1989年版：第2，3，10，13，14，16，17章

材料科学基础 《材料科学与工程基础》第五版英文影印版（第1-19章），Callister W D著，

化学工业出版社，2002年

晶体X射线衍射 《金属X射线衍射与电子显微分析技术》（上篇）,李树棠 主编,冶金工业出版社,1980

电子显微学《金属X射线衍射与电子显微分析技术》（下篇），李树棠 主编，冶金工业出版社，1980

教育学基础《教育学基础》十二院校 主编， 教育科学出版社， 2002

大学物理学《物理学》第二版 刘克哲 主编 高等教育出版社，1999

普通物理学《普通物理学》（1982年修订本）程守洙 主编 高等教育出版社，2007

Fortran 语言 《Fortran 90 编程指南》(第三版), 袁驷,叶康生 译 高等教育出版社，2000

C++语言 《C++程序设计教程》 钱能 主编 清华大学出版社，1999

集成电路设计 《集成电路设计》王志功 朱恩 陈莹梅 电子工业出版社，2006(ISBN:978712103227)

半导体制造工艺基础《半导体制造工艺基础》施敏 主编 安徽大学出版社，2007(ISBN:9787811102925)

工程材料学《工程材料学》, 王晓敏，译哈尔滨工业大学出版社，2005

这是我在网站上找的，不知道是不是

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