纳米集成电路FinFET器件物理与模型

定　价：¥119.00

作　者：	萨马-K.萨哈著，丁扣宝译
出版社：	机械工业出版社
丛编项：	集成电路科学与工程丛书
标　签：	暂缺

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ISBN：	9787111694816	出版时间：	2022-03-01	包装：	平装
开本：	16开	页数：	238	字数：

内容简介

　　集成电路已进入纳米世代，为了应对集成电路持续缩小面临的挑战，鳍式场效应晶体管（FinFET）应运而生，它是继续缩小和制造集成电路的有效替代方案。本书讲解FinFET器件电子学，介绍FinFET器件的结构、工作原理和模型等。本书主要内容有：主流MOSFET在22nm节点以下由于短沟道效应所带来的缩小限制概述；基本半导体电子学和pn结工作原理；多栅MOS电容器系统的基本结构和工作原理；非平面CMOS工艺中的FinFET器件结构和工艺技术；FinFET基本理论；FinFET小尺寸效应；FinFET泄漏电流；FinFET寄生电阻和寄生电容；FinFET工艺、器件和电路设计面临的主要挑战；FinFET器件紧凑模型。本书内容详实，器件物理概念清晰，数学推导详尽严谨。本书可作为高等院校微电子学与固体电子学、电子科学与技术、集成电路科学与工程等专业的高年级本科生和研究生的教材和参考书，也可供相关领域的工程技术人员参考。

作者简介

　　萨马·K.萨哈（Samar K.Saha）从印度Gauhati大学获得物理学博士学位，在美国斯坦福大学获得工程管理硕士学位。目前，他是加利福尼亚州圣塔克拉拉大学电气工程系的兼职教授，也是Pros-picient Devices的首席研究科学家。自1984年以来，他在美国国家半导体、LSI逻辑、德州仪器、飞利浦半导体、Silicon Storage Technology、新思、DSM Solutions、Silterra USA和Su-Volta担任各种技术和管理职位。他还曾在南伊利诺伊大学卡本代尔分校、奥本大学、内华达大学拉斯维加斯分校以及科罗拉多大学科罗拉多泉分校担任教员。他撰写了100多篇研究论文。他还撰写了一本书Compact Models for Integrated Circuit Design： Conventional Transistors and Beyond（CRC出版社，2015年）；撰写了关于TCAD的书Technology Computer Aided Design： Simulation for VLSI MOSFET（C.K.Sarkar主编，CRC出版社，2013年）中的一章“Introduction to Technology Computer-Aided Design”；拥有12项美国专利。他的研究兴趣包括纳米器件和工艺体系结构、TCAD、紧凑型建模、可再生能源器件、TCAD和研发管理。Saha博士曾担任美国电气电子工程师学会（IEEE）电子器件分会（EDS）2016～2017年会长，目前担任EDS高级前任会长、J.J.Ebers奖委员会主席和EDS评审委员会主席。他是美国电气电子工程师学会（IEEE）会士、英国工程技术学会（IET）会士、IEEEEDS杰出讲师。此前，他曾担任EDS的前任初级会长；EDS颁奖主席；EDS评审委员会成员；EDS当选会长；EDS出版部副总裁；EDS理事会的当选成员；IEEEQuestEDS主编；EDS George Smith和Paul Rappaport奖主席；5区和6区EDS通讯编辑；EDS紧凑模型技术委员会主席；EDS北美西部区域/分会小组委员会主席；IEEE会议出版委员会成员；IEEETAB期刊委员会成员；圣克拉拉谷旧金山EDS分会财务主管、副主席、主席。

图书目录

译者序
前言
作者简介
第1章概述
1.1 鳍式场效应晶体管（FinFET）
1.2 集成电路制造中的MOSFET器件概况
1.2.1 纳米级MOSFET缩小的挑战
1.2.1.1 短沟道MOSFET中的泄漏电流
1.2.1.2 MOSFET性能波动
1.2.2 MOSFET缩小难题的物理机理
1.3 替代器件概念
1.3.1 无掺杂或轻掺杂沟道MOSFET
1.3.1.1 深耗尽沟道MOSFET
1.3.1.2 埋晕MOSFET
1.3.2 薄体场效应晶体管
1.3.2.1 单栅超薄体场效应晶体管
1.3.2.2 多栅场效应晶体管
1.4 VLSI电路和系统中的FinFET器件
1.5 FinFET器件简史
1.6 小结
参考文献
第2章半导体物理基础
2.1 简介
2.2 半导体物理
2.2.1 能带模型
2.2.2 载流子统计
2.2.3 本征半导体
2.2.3.1 本征载流子浓度
2.2.3.2 电子和空穴的有效质量
2.2.4 非本征半导体
2.2.4.1 非本征半导体中的费米能级
2.2.4.2 简并掺杂半导体中的费米能级
2.2.4.3 半导体中的静电势和载流子浓度
2.2.4.4 准费米能级
2.2.5 半导体中的载流子输运
2.2.5.1 载流子漂移：载流子在电场中的运动
2.2.5.2 载流子扩散
2.2.6 载流子的产生-复合
2.2.6.1 注入水平
2.2.6.2 复合过程
2.2.7 半导体基本方程
2.2.7.1 泊松方程
2.2.7.2 传输方程
2.2.7.3 连续性方程
2.3 n型和p型半导体接触理论
2.3.1 pn结的基本特征
2.3.2 内建电势差
2.3.3 突变结
2.3.3.1 静电学
2.3.4 外加偏压下的pn结
2.3.4.1 单边突变结
2.3.5 pn结上的载流子输运
2.3.5.1 少数载流子浓度与结电势的关系
2.3.6 pn结I-V特性
2.3.6.1 pn结泄漏电流的温度依赖性
2.3.6.2 pn结电流方程的局限性
2.3.6.3 体电阻
2.3.6.4 结击穿电压
2.3.7 pn结动态特性
2.3.7.1 结电容
2.3.7.2 扩散电容
2.3.7.3 小信号电导
2.3.8 pn结等效电路
2.4 小结
参考文献
第3章多栅金属-氧化物-半导体（MOS）系统
3.1 简介
3.2 平衡态下多栅MOS电容器
3.2.1 孤立的金属、氧化物和半导体材料的特性
3.2.1.1 功函数
3.2.2 接触形成MOS系统中的金属、氧化物和半导体材料
3.2.2.1 金属栅功函数位于硅带隙边缘的MOS系统
3.2.2.2 金属栅功函数位于硅带隙中央的MOS系统
3.2.3 氧化层电荷
3.2.3.1 界面陷阱电荷
3.2.3.2 固定氧化层电荷
3.2.3.3 氧化层陷阱电荷
3.2.3.4 可动离子电荷
3.2.4 氧化层电荷对能带结构的影响：平带电压
3.2.5 表面势
3.3 外加偏压下的MOS电容器
3.3.1 积累
3.3.2 耗尽
3.3.3 反型
3.4 多栅MOS电容器系统：数学分析
3.4.1 泊松方程
3.4.2 静电势和电荷分布
3.4.2.1 半导体中的感生电荷
3.4.2.2 表面势公式
3.4.2.3 阈值电压
3.4.2.4 表面势函数
3.4.2.5 反型电荷密度的统一表达式
3.5 量子力学效应
3.6 小结
参考文献
第4章 FinFET器件工艺概述
4.1 简介
4.2 FinFET制造工艺
4.3 体FinFET制造
4.3.1 起始材料
4.3.2 阱的形成
4.3.2.1 p阱的形成
4.3.2.2 n阱的形成
4.3.3 Fin图形化：间隔层刻蚀技术
4.3.3.1 芯轴图形化
4.3.3.2 氧化物间隔层形成
4.3.3.3 硅Fin形成
4.3.4 非传统的阱形成工艺
4.3.5 栅极定义：多晶硅dummy栅形成
4.3.6 源漏延伸工艺
4.3.6.1 nFinFET源漏延伸形成
4.3.6.2 pFinFET源漏延伸形成
4.3.7 凸起源漏工艺
4.3.7.1 SiGepFinFET凸起源漏形成
4.3.7.2 SiCnFinFET凸起源漏形成
4.3.7.3 凸起源漏硅化
4.3.8 替代金属栅形成
4.3.8.1 多晶硅dummy栅去除
4.3.8.2 高k栅介质淀积
4.3.8.3 金属栅形成
4.3.9 自对准接触形成
4.3.9.1 金属化
4.4 SOI-FinFET工艺流程
4.4.1 起始材料
4.4.2 Fin图形化：间隔层刻蚀技术
4.4.2.1 芯轴图形化
4.4.2.2 氧化物间隔层形成
4.4.2.3 硅Fin形成
4.4.3 体硅FinFET与SOI-FinFET制造工艺比较
4.5 小结
参考文献
第5章大尺寸FinFET器件工作原理
5.1 简介
5.2 FinFET器件的基本特征
5.3 FinFET器件工作
5.4 漏极电流公式
5.4.1 静电势的推导
5.4.2 对称DG-FinFET的连续漏极电流方程
5.4.3 对称DG-FinFET的区域漏极电流公式
5.4.3.1 阈值电压公式
5.4.3.2 线性区Ids方程
5.4.3.3 饱