集成功率器件设计及TCAD仿真 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

付越 著，杨兵 译

图书标签:

• 集成电路
• 模拟电路
• 器件设计
• TCAD仿真
• 半导体器件
• 工艺建模
• 电路仿真
• 功率器件
• 射频器件
• EDA工具

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111592730

版次：1

商品编码：12359024

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 微电子与集成电路先进技术丛书

开本：16开

出版时间：2018-05-01

用纸：胶版纸

页数：321

内容简介

《集成功率器件设计及TCAD仿真》从电力电子到功率集成电路（PIC）、智能功率技术、器件等方面给电源管理和半导体产业提供了一个完整的描述。《集成功率器件设计及TCAD仿真》不仅介绍了集成功率半导体器件，如横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管（LDMOSFET）、横向绝缘栅双极型晶体管（LIGBT）和超结LDMOSFET的内部物理现象，还对电源管理系统进行了一个简单的介绍。《集成功率器件设计及TCAD仿真》运用计算机辅助设计技术（TCAD）仿真实例讲解集成功率半导体器件的设计，代替抽象的理论处理和令人生畏的方程，并且还探讨了下一代功率器件，如氮化镓高电子迁移率功率晶体管（GaN功率HEMT）。《集成功率器件设计及TCAD仿真》内容有助于填补功率器件工程和电源管理系统之间的空白。书中包括智能PIC的一个典型的工艺流程以及很难在其他同类书中找到的技术开发组织图，通过对本书的阅读，可以使学生和年轻的工程师在功率半导体器件领域领先一步。

目录

译者序
原书前言
作者简介
第１章　电力电子，可以实现绿色的技术１
　１.１　电力电子介绍１
　１.２　电力电子的发展历程３
　１.３　ＤＣ／ＤＣ变换器４
　１.４　线性稳压器４
　１.５　开关电容ＤＣ／ＤＣ变换器（电荷泵） ５
　１.６　开关模式ＤＣ／ＤＣ变换器６
　１.７　线性稳压器、电荷泵和开关调节器的比较８
　１.８　非隔离ＤＣ／ＤＣ开关变换器的拓扑结构８
　　１.８.１　Ｂｕｃｋ变换器９
　　１.８.２　Ｂｏｏｓｔ变换器１１
　　１.８.３　Ｂｕｃｋ－ｂｏｏｓｔ变换器１２
　　１.８.４　Ｃｕｋ变换器１４
　　１.８.５　非隔离式变换器额外的话题１４
　１.９　隔离的开关变换器拓扑结构１６
　　１.９.１　反激式变换器１６
　　１.９.２　正激式变换器１７
　　１.９.３　全桥变换器１８
　　１.９.４　半桥变换器１９
　　１.９.５　推挽变换器２０
　　１.９.６　隔离ＤＣ／ＤＣ变换器其他话题２０
　　１.９.７　隔离ＤＣ／ＤＣ变换器拓扑结构的比较２２
　１.１０　ＳＰＩＣＥ电路仿真２２
　１.１１　对于电池供电器件的电源管理系统２３
　１.１２　小结２４
第２章　功率变换器和电源管理芯片２５
　２.１　用于ＶＬＳＩ电源管理的动态电压调节２５
　２.２　集成的ＤＣ／ＤＣ变换器２７
　　２.２.１　分段的输出级２９
　　２.２.２　一个辅助级的瞬态抑制３２
　２.３　小结３６
第３章　半导体产业和超摩尔定律３７
　３.１　半导体产业３７
　３.２　半导体产业的历史３８
　　３.２.１　一个简要的时间表３８
　　３.２.２　八叛逆３８
　　３.２.３　半导体产业的历史路线图３９
　３.３　半导体产业的食物链金字塔４０
　　３.３.１　第１层：晶圆和ＥＤＡ工具４１
　　３.３.２　第２层：器件工程４２
　　３.３.３　第３层：ＩＣ设计４２
　　３.３.４　第４层：制造、封装和测试４３
　　３.３.５　第５层：系统和软件４３
　　３.３.６　第６层：市场营销４４
　３.４　半导体公司４５
　３.５　超摩尔定律４６
第４章　智能功率ＩＣ技术４９
　４.１　智能功率ＩＣ技术基础４９
　４.２　智能功率ＩＣ技术：历史展望５０
　４.３　智能功率ＩＣ技术：产业展望５２
　　４.３.１　智能功率ＩＣ技术的工程组５２
　　４.３.２　智能功率ＩＣ技术开发流程５５
　　４.３.３　计划阶段５６
　　４.３.４　工艺集成和器件设计５７
　　４.３.５　布图、投片、制造和测试５８
　　４.３.６　可靠性和标准５９
　　４.３.７　目前智能功率技术的概述６０
　４.４　智能功率ＩＣ技术：技术展望６１
　　４.４.１　智能功率技术中的器件６２
　　４.４.２　智能功率ＩＣ技术的设计考虑６２
　　４.４.３　隔离方法６５
第５章　ＴＣＡＤ工艺仿真介绍６７
　５.１　概述６７
　５.２　网格设置和初始化６７
　５.３　离子注入６９
　　５.３.１分析模型７０
　　５.３.２　多层注入７１
目　　录Ⅸ　
　　５.３.３　ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟７１
　５.４　淀积７２
　５.５　氧化７３
　　５.５.１　干氧氧化７３
　　５.５.２　湿氧氧化７４
　　５.５.３　氧化模型７４
　５.６　刻蚀７６
　５.７　扩散７７
　　５.７.１　扩散机制７８
　　５.７.２　扩散模型７９
　５.８　分凝８０
　５.９　工艺模拟器模型的校准８３
　５.１０　３Ｄ ＴＣＡＤ工艺仿真介绍８４
　５.１１　ＧＰＵ仿真８５
第６章　ＴＣＡＤ器件仿真介绍８７
　６.１　概述８７
　６.２　器件仿真基础８７
　　６.２.１　漂移－扩散模型８７
　　６.２.２　离散化８８
　　６.２.３　Ｎｅｗｔｏｎ方法８９
　　６.２.４　初始猜测和自适应偏置步长８９
　　６.２.５　收敛问题９０
　　６.２.６　边界条件９１
　　６.２.７　瞬态仿真９３
　　６.２.８　网格问题９３
　６.３　物理模型９３
　　６.３.１　载流子统计９４
　　６.３.２　杂质的不完全电离９４
　　６.３.３　重掺杂效应９４
　　６.３.４　ＳＲＨ和Ａｕｇｅｒ复合９４
　　６.３.５　雪崩击穿和碰撞电离９５
　　６.３.６　载流子迁移率１０１
　　６.３.７　热和自加热１０６
　　６.３.８　带隙变窄效应１０７
　６.４　ＡＣ分析１０７
　　６.４.１　引言１０７
　　６.４.２　基本的公式１０８
　　６.４.３　在ＴＣＡＤ中的ＡＣ分析１１０
　Ⅹ 集成功率器件设计及ＴＣＡＤ仿真
　６.５　在ＴＣＡＤ仿真中的陷阱模型１１１
　　６.５.１　陷阱电荷的状态１１１
　　６.５.２　陷阱动力学１１２
　６.６　量子隧穿１１５
　　６.６.１　功率器件中量子隧穿的重要性１１５
　　６.６.２　ＴＣＡＤ仿真的基本隧穿理论１１６
　　６.６.３　隧穿的非平衡Ｇｒｅｅｎ函数的介绍１１８
　６.７　器件仿真器模型的校准１１９
第７章　功率ＩＣ工艺流程的ＴＣＡＤ仿真１２０
　７.１　概述１２０
　７.２　一个模拟的功率ＩＣ工艺流程１２０
　　７.２.１　工艺流程步骤１２０
　　７.２.２　模拟的工艺流程的结构视图１２１
　７.３　智能功率ＩＣ工艺流程模拟１２２
　　７.３.１　Ｐ＋衬底１２２
　　７.３.２　Ｎ型掩埋层１２３
　　７.３.３　外延层生长和深Ｎ连接１２５
　　７.３.４　高压双阱１２７
　　７.３.５　Ｎ－ＬＤＭＯＳ的Ｐ型体注入１２８
　　７.３.６　有源区面积／浅沟槽隔离（ＳＴＩ） １２９
　　７.３.７　Ｎ阱和Ｐ阱１３４
　　７.３.８　低压双阱１３５
　　７.３.９　厚栅氧层和薄栅氧层１３６
　　７.３.１０　多晶栅１３９
　　７.３.１１　ＮＬＤＤ和ＰＬＤＤ １３９
　　７.３.１２　侧墙１４１
　　７.３.１３　ＮＳＤ和ＰＳＤ １４２
　　７.３.１４　后端工序１４４
第８章　集成功率半导体器件的ＴＣＡＤ仿真１５０
　８.１　ＰＮ结二极管１５０
　　８.１.１　ＰＮ结基础１５０
　　８.１.２　在平衡时的横向ＰＮ结二极管１５１
　　８.１.３　正向导通（导通态） １５３
　　８.１.４　一个ＰＮ结二极管的反向偏置１５６
　　８.１.５　具有ＮＢＬ的横向ＰＮ结二极管１５６
　　８.１.６　ＰＮ结二极管的击穿电压增强１５８
　　８.１.７　反向恢复１６６
　　８.１.８　Ｓｃｈｏｔｔｋｙ二极管１６９
目　　录Ⅺ　
　　８.１.９　Ｚｅｎｅｒ二极管１７０
　　８.１.１０　ＰＮ结二极管的小信号模型１７３
　８.２　双极结型晶体管１７４
　　８.２.１　ＮＰＮ型ＢＪＴ的基本工作原理１７５
　　８.２.２　ＮＰＮ型ＢＪＴ的击穿１７８
　　８.２.３　ＢＪＴ的Ｉ－Ｖ曲线族１８２
　　８.２.４　Ｋｉｒｋ效应１８２
　　８.２.５　ＢＪＴ热失控和二次击穿的仿真１８６
　　８.２.６　ＢＪＴ的小信号模型和截止频率的仿真１８８
　８.３　ＬＤＭＯＳ １９１
　　８.３.１　击穿电压的提高１９１
　　８.３.２　ＬＤＭＯＳ中的寄生ＮＰＮＢＪＴ ２２０
　　８.３.３　ＬＤＭＯＳ的导通电阻２２２
　　８.３.４　ＬＤＭＯＳ的阈值电压２２６
　　８.３.５　ＬＤＭＯＳ的辐照加固设计２２７
　　８.３.６　ＬＤＭＯＳ的Ｉ－Ｖ曲线族２２８
　　８.３.７　ＬＤＭＯＳ的自加热２３０
　　８.３.８　ＬＤＭＯＳ的寄生电容２３１
　　８.３.９　ＬＤＭＯＳ的栅电荷２３４
　　８.３.１０　ＬＤＭＯＳ非钳位感应开关（ＵＩＳ） ２３５
　　８.３.１１　ＬＤＭＯＳ的简洁模型２３６
第９章　集成的功率半导体器件的３ＤＴＣＡＤ模拟２３８
　９.１　３Ｄ器件的布局效应２３８
　９.２　ＬＩＧＢＴ的３Ｄ仿真２４１
　　９.２.１　关于ＬＩＧＢＴ ２４１
　　９.２.２　分段阳极ＬＩＧＢＴ ２４１
　　９.２.３　分段阳极ＬＩＧＢＴ３Ｄ工艺仿真２４４
　　９.２.４　分段阳极ＬＩＧＢＴ的３Ｄ器件仿真２４６
　９.３　超结ＬＤＭＯＳ ２５４
　　９.３.１　基本概念２５４
　　９.３.２　超结ＬＤＭＯＳ的结构２６１
　　９.３.３　超结ＬＤＭＯＳ的３Ｄ仿真２６１
　　９.３.４　超结ＬＤＭＯＳ的３Ｄ器件仿真２６４
　　９.３.５　一个具有相同的Ｎ漂移区掺杂的标准ＬＤＭＯＳ的３Ｄ仿真２６５
　　９.３.６　一个Ｎ漂移区掺杂降低的标准ＬＤＭＯＳ的３Ｄ仿真２６５
　　９.３.７　超结ＬＤＭＯＳ和标准ＬＤＭＯＳ的比较２６６
　９.４　超结功率ＦｉｎＦＥＴ ２６７
　　９.４.１　超结功率ＦｉｎＦＥＴ的工艺流程２６９
　Ⅻ 集成功率器件设计及ＴＣＡＤ仿真
　　９.４.２　超结功率ＦｉｎＦＥＴ的测量结果２７０
　　９.４.３　超结功率ＦｉｎＦＥＴ的３Ｄ仿真２７１
　９.５　大的互连仿真２７３
　　９.５.１　大的互连的３Ｄ工艺仿真２７５
　　９.５.２　大的互连的３Ｄ器件仿真２７９
第１０章　ＧａＮ器件介绍２８１
　１０.１　化合物材料与硅２８１
　１０.２　ＧａＮ器件的衬底材料２８２
　１０.３　Ⅲ －氮族纤锌矿结构的极化特性２８３
　　１０.３.１　微观偶极子与极化矢量２８３
　　１０.３.２　晶体结构与极化２８４
　　１０.３.３　零净极化的理想ｃ０／ａ０比２８４
　１０.４　ＡｌＧａＮ／ＧａＮ异质结２８７
　　１０.４.１　具有固定铝摩尔分数的能带图２８８
　　１０.４.２　具有一个固定的ＡｌＧａＮ层厚度的能带图２８９
　　１０.４.３　具有掺杂的ＡｌＧａＮ或ＧａＮ层的ＡｌＧａＮ／ＧａＮ结构２９１
　　１０.４.４　具有金属接触的ＡｌＧａＮ／ＧａＮ结构２９２
　１０.５　在ＡｌＧａＮ／ＧａＮ结构中的陷阱２９３
　１０.６　一个简单的ＡｌＧａＮ／ＧａＮ ＨＥＭＴ ２９４
　　１０.６.１　器件结构２９４
　　１０.６.２　ＧａＮ ＨＥＭＴ的ＩＤ －ＶＧ曲线２９６
　　１０.６.３　小结２９７
　１０.７　ＧａＮ功率ＨＥＭＴ例子Ⅰ ２９８
　　１０.７.１　器件结构２９８
　　１０.７.２　ＧａＮ材料的碰撞电离系数３００
　　１０.７.３　ＧａＮＨＥＭＴ器件的击穿仿真３００
　１０.８　ＧａＮ功率ＨＥＭＴ范例Ⅱ ３０１
　１０.９　ＧａＮ ＨＥＭＴ器件的栅极漏电流的仿真３０２
　　１０.９.１　器件结构３０２
　　１０.９.２　模型和仿真设置３０３
　　１０.９.３　栅极泄漏电流仿真３０５
　１０.１０　化合物半导体电力应用的市场前景３０６
附录Ａ　载流子统计３０８
附录Ｂ　载流子统计３０９
附录Ｃ　陷阱动力学和ＡＣ分析３２０

前言/序言

从２０世纪４０年代末晶体管的发明开始，晶体管主要沿着两个方向，即器件的小型化以及性能改进发展。性能改进的关键参数之一是晶体管的额定功率，它的发展导致功率半导体领域的产生。因为所有的电子器件都需要一个合适工作的电源和电源管理电路，功率半导体领域是过去几十年晶体管发展的一个重要领域。
近年来，器件小型化使得最小特征尺寸接近纳米级，而目前的超大规模集成电路（ＵＬＳＩ）技术能够把数十亿个晶体管集成在一个芯片上，这在芯片供电时会产生严重的问题。此外，由于环境问题需要更高的功率效率，也给系统的电源管理和电源电路带来了沉重的负担。这些和其他相关问题推动了功率半导体器件与技术领域的持续研究。
功率半导体领域发展的重点是针对高额定功率的分立功率器件。典型结构是双极型功率晶体管和晶闸管。由于这些器件缓慢的开关速度和较大的开关损耗，发明了快速开关器件，如垂直双扩散ＭＯＳ（ＶＤＭＯＳ） 晶体管，而应对较小的功率损耗，发明了绝缘栅双极型晶体管（ＩＧＢＴ）。随着集成电路（ＩＣ）技术应用越来越普遍，推动了集成功率晶体管与控制ＩＣ的低成本、结构紧凑和高性能的应用。为了实现这一目标，开发了横向双扩散ＭＯＳ（ＬＤＭＯＳ） 晶体管和横向绝缘栅双极型晶体管（ＬＩＧＢＴ）。这是功率ＩＣ （ＰＩＣ） 技术发展的黄金时代，并开发出了不同的双极ＣＭＯＳＤＭＯＳ（ＢＣＤ）技术。
伴随如今发达的ＵＬＳＩ和ＰＩＣ技术，预计片上功率系统（ＰｏｗｅｒＳＯＣ）的发展对未来的消费和工业应用将是一个非常有前途的方向。当然，要实现这一目标，实现高性能单片无源元件的各种其他技术，也需要有效的无源元件和ＩＣ集成以及有效的功耗技术。
ＰＩＣ技术的开发，无论是高性能的横向功率晶体管还是工艺技术都是必需的。对半导体器件和工艺技术的高效设计，在业界常用到计算机辅助设计技术（ＴＣＡＤ）工具。市面上已经出版了一些关于功率器件设计和工艺开发的书籍，但没有特别关注如何利用ＴＣＡＤ工具设计和开发功率器件和ＰＩＣ的。本书目的是满足这方面的需要，特别是刚刚进入功率半导体领域的工程师，对采用ＴＣＡＤ工具对器件和工艺进行设计和开发提供一个快速入门的途径。
本书采用了自上而下的方法，引领新的工程师进入到该领域。它从基本的电力电子系统开始，同时介绍了功率ＩＣ，并在进入智能功率集成电路技术之前引导读者探索半导体产业，然后解释基本工艺和器件模拟的ＴＣＡＤ建模，并讨论了具体制造过程的精确和可靠模拟结果的模型校准，然后对如何利用ＴＣＡＤ工具进行功率ＩＣ工艺开发和功率器件设计进行了详细介绍，这包括许多实际功率器件和工艺技术与工业设计有关的ＴＣＡＤ方法和过程的仿真实例。超过３００张的图示有效地说明了功率器件和设计的关键概念和技术。最后，简要介绍了ＧａＮ功率器件的ＴＣＡＤ仿真，特别是对那些具有硅技术背景的，刚开始从事这一领域的读者非常有帮助。
在本书的写作过程中，作者得到了很多人的帮助和支持。要对他们每一个人慷慨的帮助和支持表示衷心的感谢。特别要感谢ＣｒｏｓｓｌｉｇｈｔＳｏｆｔｗａｒｅ的ＭｉｃｈｅｌＬｅｓｔｒａｄｅ，在审阅和校对工作中做出了重要贡献；感谢不列颠哥伦比亚大学Ｍａｇ�玻纾椋澹兀椋岷停模颍�ＹｕａｎｗｅｉＤｏｎｇ教授对第７章工艺仿真和其他章节的审阅；感谢浙江大学ＧａｎｇＸｉｅ教授对第１０章关于ＧａＮ器件仿真模拟的审阅；感谢ＭｅｇａＨｅｒｔｚＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ公司首席执行官ＲｏｂｅｒｔＴａｙｌｏｒ和ＧｒｅｅｃｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ公司的Ｒｏｕ�玻恚澹睿校澹簦耄铮霾┦慷缘冢闭碌纳笤暮徒ㄒ椋桓行环烧装氲继骞�司（ＵＳＡ） ＧａｒｙＤｏｌ�玻睿�博士和伊利诺理工大学的ＪｏｈｎＳｈｅｎ教授对全书初步审阅和建议。
最后，特别感谢Ｔａｙｌｏｒ＆ Ｆｒａｎｃｉｓ的ＮｏｒａＫｏｎｏｐｋａ、ＭｉｃｈｅｌｅＳｍｉｔｈ、ＫａｔｈｒｙｎＥｖｅｒｅｔｔ、ＩｒｉｓＦａｈｒｅｒ和ＴｈｅｒｅｓａＤｅｌｆｏｒｎ专业和热情的帮助。

《集成功率器件设计及TCAD仿真》图书简介 内容概览： 本书深入探讨了现代集成功率器件的设计原理、制造工艺流程以及基于TCAD（Technology Computer-Aided Design）工具的仿真分析方法。它旨在为读者提供一个全面而深入的视角，理解并掌握如何通过理论设计与计算机仿真相结合的方式，优化功率器件的性能，克服设计中的挑战，并加速新一代功率器件的研发进程。 核心内容详解： 第一部分：集成功率器件基础与发展 功率器件概述： 介绍不同类型的功率器件（如MOSFET、IGBT、BJT、Thyristor等）的基本结构、工作原理、特性曲线以及它们在现代电子系统中的关键作用。重点阐述功率器件在能量转换、功率管理、电机驱动、新能源等领域的应用前景与技术趋势。 集成技术概览： 讲解功率器件集成化的重要性，包括如何将多个功率器件单元集成在一个芯片上，实现更高的功率密度、更好的散热性能和更低的系统成本。介绍当前主流的集成技术，如分立器件集成、功率模块集成、以及与控制电路的SoC（System-on-Chip）集成。 关键性能指标与挑战： 详细分析影响功率器件性能的关键参数，如导通电阻（R_on）、击穿电压（V_BR）、开关速度、栅电荷、漏电流、热阻等。深入剖析在器件设计和制造过程中面临的共存性挑战，例如如何平衡高击穿电压和低导通电阻，如何提高开关速度同时降低开关损耗，以及如何解决散热和可靠性问题。 新材料与新结构： 探讨宽禁带半导体材料（如SiC、GaN）在功率器件领域的应用及其带来的优势（如更高的耐压、更低的损耗、更高的工作温度）。介绍新型功率器件结构，如超结MOSFET（SJ-MOS）、 Trench-gate MOSFET、平面栅MOSFET等，分析其结构特点、工作机制以及相对于传统结构的性能提升。 第二部分：集成功率器件设计理论与方法 器件物理模型： 深入讲解构建功率器件仿真模型所需的关键物理模型，包括漂移区和阻挡层的载流子输运模型（如漂移、扩散、复合），沟道区的电流模型，表面效应模型（如界面陷阱），以及热效应模型。 器件结构设计： 详细介绍不同类型功率器件的基本结构单元设计，包括源区、漏区、沟道区、栅极、绝缘层、漂移区、阻挡层等关键区域的尺寸、掺杂浓度、形状等参数的优化。重点讲解如何通过结构设计实现器件性能的权衡与提升。 载流子输运与损耗分析： 分析器件内部的载流子输运过程，包括电流的产生、流动路径、以及主要的损耗机制（如导通损耗、开关损耗、栅漏损耗）。阐述如何通过设计优化降低这些损耗，提高器件的能量转换效率。 可靠性与寿命设计： 讨论功率器件在实际工作环境中可能遇到的可靠性问题，如电迁移、热击穿、ESD（静电放电）失效、栅氧化层击穿等。介绍在器件设计阶段如何考虑并采取措施来提高器件的可靠性和延长其使用寿命。 第三部分：TCAD仿真技术与应用 TCAD仿真流程： 全面介绍TCAD仿真的基本流程，包括几何结构建模、材料参数定义、物理模型选择、网格划分、求解器设置、仿真运行以及结果提取与后处理。 主流TCAD工具介绍： 简要介绍当前业界主流的TCAD仿真软件，如Sentaurus TCAD、Silvaco TCAD等，并概述它们的功能特点、模块构成以及在功率器件仿真中的典型应用场景。 器件结构建模与网格生成： 详细讲解如何使用TCAD工具创建精确的器件三维或二维几何模型，包括各个层（如硅、二氧化硅、金属）的厚度、掺杂区域的形状和浓度分布。阐述网格划分的重要性以及不同网格策略对仿真精度和效率的影响。 物理模型选择与参数提取： 深入分析在TCAD仿真中需要选择的关键物理模型，如迁移率模型、能带模型、重组模型、击穿模型等，并讨论如何根据器件类型和工作条件选择最合适的模型。介绍如何从实验数据或理论计算中提取模型参数。 DC特性仿真与分析： 演示如何通过TCAD仿真获得器件的直流（DC）特性曲线，如输出特性、转移特性、击穿特性等。通过仿真结果分析器件的各项关键性能指标，并与理论计算或实验结果进行对比验证。 AC特性与瞬态仿真： 讲解如何进行小信号交流（AC）特性仿真，分析器件的频率响应、增益、相移等参数。重点介绍瞬态仿真在分析器件开关过程、动态响应、以及开关损耗等方面的应用。 可靠性仿真技术： 介绍TCAD在可靠性分析中的应用，例如热击穿仿真、ESD仿真、栅氧化层可靠性仿真等，帮助设计者在早期发现潜在的失效模式。 参数化扫描与优化： 演示如何利用TCAD工具进行参数化扫描，系统地研究不同设计参数（如掺杂浓度、沟道长度、栅氧化层厚度等）对器件性能的影响。讲解如何结合优化算法，实现器件性能的自动优化。 TCAD仿真案例研究： 提供多个集成功率器件设计与仿真的实际案例，涵盖不同类型的功率器件（如SJ-MOSFET、Trench-gate MOSFET、GaN HEMT等）的设计挑战、TCAD仿真流程、性能优化过程以及仿真结果的分析。 第三部分（续）：TCAD仿真在功率器件设计中的实践 设计流程与EDA工具集成： 探讨TCAD仿真如何融入完整的EDA（Electronic Design Automation）工具链，与其他设计软件（如原理图设计、版图设计）协同工作，实现从概念设计到流片的全流程自动化。 工艺制程仿真与映射： 介绍TCAD仿真如何模拟器件的制造工艺过程，如扩散、离子注入、刻蚀、薄膜沉积等，并将其仿真结果与器件物理仿真结果进行映射，实现工艺与器件性能的关联分析。 TCAD仿真结果的解读与验证： 强调对TCAD仿真结果进行深入解读和批判性分析的重要性。介绍如何通过多角度的分析、与实验结果的对比以及与经验的结合来验证仿真结果的可靠性。 前沿研究与未来发展： 展望TCAD仿真在下一代功率器件（如多层异质结器件、三维堆叠器件）设计中的应用前景，以及AI在TCAD仿真中的辅助作用（如模型预测、参数优化）。 适用读者： 本书适合于电子工程、微电子学、半导体物理等专业的本科生、研究生，以及从事功率器件设计、工艺开发、器件建模、TCAD仿真等工作的工程师和研究人员。 学习价值： 通过阅读本书，读者将能够： 深刻理解集成功率器件的设计原理和工作机理。 掌握TCAD仿真工具的基本操作和高级应用。 学会如何利用TCAD仿真解决功率器件设计中的实际问题。 能够独立进行功率器件的仿真分析和性能优化。 为设计和开发高性能、高可靠性的集成功率器件打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我的目光被《集成功率器件设计及TCAD仿真》这本书的标题牢牢吸引。这个标题所涵盖的范围，恰好是我在电子工程学习和研究中最感兴趣，也是最希望能够深入了解的领域。首先，“集成功率器件设计”这几个字，让我联想到的是一个庞大而复杂的体系。我设想书中会从功率器件的基本结构出发，例如PN结、MOSFET、IGBT等，详细阐述它们的物理工作原理、电学特性以及在实际应用中的表现。我期待能够了解到不同类型功率器件的优缺点，以及它们在各种电子设备中的关键作用。更重要的是，“设计”二字，表明本书不仅仅停留在理论层面，而是会指导我们如何去实际“创造”这些器件。我希望书中能够深入探讨器件的版图设计、栅极驱动电路设计，以及如何通过优化设计参数来提升器件的效率、可靠性和性能。例如，如何设计一个低导通电阻的MOSFET，或者如何优化一个高击穿电压的IGBT，这些都是我非常想学习的实用技术。其次，“TCAD仿真”这个部分，更是让我眼前一亮。TCAD（Technology Computer-Aided Design）是现代半导体器件研发中不可或缺的强大工具。我非常渴望能够系统地学习TCAD仿真的原理和方法，了解如何利用TCAD软件来模拟器件的电学特性、热学特性，甚至更复杂的物理现象。我希望书中能够详细介绍TCAD仿真的基本流程，包括模型建立、网格划分、物理模型选择、仿真参数设置，以及如何对仿真结果进行准确的分析和解读。我期待书中能提供一些典型的TCAD仿真案例，例如如何通过仿真来预测器件的击穿电压，或者如何通过仿真来优化器件的开关速度，这些都将是极具价值的学习资源。总而言之，这本书的标题所承诺的内容，正是我想深入探索的知识边界，我迫切地希望能够通过阅读它，全面掌握集成功率器件的设计精髓和TCAD仿真的强大技术。

评分☆☆☆☆☆

《集成功率器件设计及TCAD仿真》这个书名，就如同一把钥匙，打开了我对于现代电子技术核心秘密的大门。我一直对半导体器件，尤其是功率器件的世界充满着好奇和敬畏。它们是现代电子设备中不可或缺的“能量心脏”，驱动着从手机到电动汽车的方方面面。我预设这本书会详细阐述功率器件的底层物理原理，从半导体材料的特性入手，逐步讲解PN结、MOSFET、IGBT等经典器件的工作机制，并分析它们各自的优缺点。更让我期待的是“设计”二字，这意味着本书将不仅仅停留在理论讲解，而是会指导读者如何去实际创造和优化这些器件。我希望书中能够深入探讨功率器件的版图设计、栅极驱动电路设计，以及如何通过精巧的结构设计和参数调优，来提升器件的效率、可靠性和功率密度。这可能包括对新型材料如SiC和GaN的功率器件的介绍，以及它们在未来发展中的潜力。而“TCAD仿真”则是我最渴望掌握的技术。TCAD（Technology Computer-Aided Design）是现代半导体器件研发中不可或缺的强大工具，它允许工程师在虚拟世界中进行大量的实验和优化，从而缩短研发周期，降低成本。我希望书中能够系统地介绍TCAD仿真的基本流程，包括如何建立器件模型、进行网格划分、选择合适的物理模型、设置仿真参数，以及如何对仿真结果进行准确的分析和解读。我尤其期待书中能够包含一些实际的TCAD仿真案例，例如如何设计一个高效率的功率MOSFET，或者如何通过仿真来预测和解决IGBT的可靠性问题，这将使我能够将理论知识转化为实际的设计能力。

评分☆☆☆☆☆

《集成功率器件设计及TCAD仿真》这个书名，立刻在我心中勾勒出了一幅严谨、务实的学术图景。它直接点出了两个核心主题：一是“集成功率器件设计”，这让我联想到从微观的半导体材料到宏观的器件结构，再到具体的电路应用，整个设计链条的每一个环节。我猜测书中会详细讲解各种功率器件的类型，从传统的硅基MOSFET、IGBT，到新兴的宽禁带半导体器件如SiC和GaN，并深入剖析它们的工作原理、性能特点以及在不同领域的应用优势。我特别期待能够了解到如何根据实际需求，例如电压等级、电流容量、开关频率、效率要求以及成本考量，来选择最合适的功率器件，并掌握进行器件优化的设计方法。这可能包括对器件结构的改进、栅极驱动电路的设计、热管理策略的制定等等。二是“TCAD仿真”，这是我一直以来渴望深入掌握的技能。TCAD（Technology Computer-Aided Design）是半导体器件研发中不可或缺的强大工具，它能够让我们在虚拟世界中进行大量的实验和优化，极大地提高研发效率并降低成本。我期待本书能够系统地介绍TCAD仿真的基本理论和操作流程，从网格生成、物理模型选择，到仿真参数设置、结果分析，都能够有详尽的讲解。我尤其希望书中能包含一些具有代表性的TCAD仿真案例，例如如何利用TCAD软件来设计一个低导通电阻的功率MOSFET，或者如何通过仿真来分析并降低IGBT的开通和关断损耗。通过这些案例，我希望能够学习到如何运用TCAD工具来解决实际的设计难题，如何通过仿真数据来指导器件结构的优化和参数的选取。这本书的名字所涵盖的内容，正是我在电子工程领域学习道路上急需补足的关键知识点，它预示着一场关于功率器件奥秘的深度探索即将展开。

评分☆☆☆☆☆

初次看到《集成功率器件设计及TCAD仿真》这个书名，我的第一反应是，这绝对是一本面向专业人士或者有一定基础的读者的著作。它不仅仅是简单的理论介绍，更强调了“设计”和“仿真”这两个关键环节。我设想，本书的第一部分可能会详细阐述各种集成功率器件的物理学基础，例如半导体材料的特性、PN结的形成与击穿机理、MOSFET的沟道形成与导电过程、IGBT的雪崩击穿等。这些基础知识是理解器件设计精髓的关键。随后，我期待书中会深入探讨不同类型的集成功率器件，例如低压MOSFET、高压MOSFET、IGBT、SGT（Super Junction Transistor）、SiC（碳化硅）和GaN（氮化镓）功率器件等，并分析它们各自的优缺点、适用范围以及最新的发展趋势。在“设计”部分，我预料书中会详细介绍器件版图的设计原则，包括如何优化器件的尺寸、沟道长度、栅极宽度等参数，以实现特定的性能目标，如降低导通电阻、提高击穿电压、改善开关速度等。同时，我也希望书中能涵盖栅极驱动电路的设计，因为这是确保功率器件能够正常、高效工作的关键。而“TCAD仿真”则是我非常感兴趣的部分。我希望书中能够详细讲解TCAD仿真的基本流程，包括如何建立器件模型、进行网格划分、选择合适的物理模型（如漂移扩散模型、能量守恒模型等）、设置仿真参数，以及如何分析仿真结果，例如提取器件的IV（电流-电压）特性曲线、CV（电容-电压）特性曲线、瞬态响应等。我希望书中能够提供一些实际的TCAD仿真案例，例如如何利用TCAD软件来设计一个满足特定规格的功率MOSFET，或者如何通过仿真来优化一个IGBT的开关损耗，从而让读者能够将理论知识付诸实践。

评分☆☆☆☆☆

这部名为《集成功率器件设计及TCAD仿真》的书，光是书名就透露着一股严谨、专业的学术气息，让我对它的内容充满了期待。我一直对半导体器件，特别是功率器件领域有着浓厚的兴趣，因为它们是现代电子信息产业的基石，支撑着无数高科技产品的运行。我设想，这本书会从功率器件的基本概念和分类入手，详细介绍各种器件的结构、工作原理和特性曲线，例如MOSFET、IGBT、二极管等。我期待能够深入了解不同材料（如硅、碳化硅、氮化镓）的功率器件在性能和应用上的差异，以及它们未来的发展趋势。更重要的是，“设计”这个词，表明本书不仅仅是理论的陈述，而是会指导读者如何进行实际的器件设计。我希望书中能够涵盖功率器件的版图设计、栅极驱动电路的设计，以及如何通过优化设计参数来提高器件的效率、降低损耗、提升可靠性。而“TCAD仿真”则是我认为这本书最大的亮点。TCAD（Technology Computer-Aided Design）是半导体器件研发中至关重要的仿真工具，它能够帮助工程师在实际制造前预测和优化器件的性能。我非常渴望能够系统地学习TCAD仿真的基本流程，包括如何建立器件模型、进行网格划分、选择合适的物理模型、设置仿真参数，以及如何对仿真结果进行深入的分析和解读。我期待书中能够提供一些具体的TCAD仿真案例，例如如何设计一个具有特定击穿电压的功率MOSFET，或者如何通过仿真来优化IGBT的开关损耗，这将极大地帮助我掌握这一关键的仿真技术。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名《集成功率器件设计及TCAD仿真》让我脑海中浮现出了一幅工程师们埋头于屏幕前，屏幕上闪烁着复杂的电路图和密密麻麻的数据图表的画面。作为一个对电子技术有着浓厚兴趣的爱好者，我一直对功率器件的世界充满了敬畏。它们是能量转换和控制的核心，支撑着从手机充电器到电动汽车，再到大型电力系统的运行。我特别关注功率器件的“集成”这一概念，这意味着将更多的功能集成到单个芯片上，以提高效率、减小体积、降低成本。这本书的书名承诺了对这一重要领域进行深入的探讨，我对其内容充满了好奇。我预设书中会详细介绍各种功率器件的内部结构和工作原理，比如MOSFET、IGBT、二极管等，并分析它们在不同工作条件下的性能表现。我期待能够了解到如何根据具体的应用场景，例如高压、大电流、高频率等，来选择最合适的功率器件，以及如何进行器件的优化设计，以达到最佳的性能指标。当然，“TCAD仿真”这个词组更是吸引了我，因为在现实世界的器件开发中，TCAD仿真已经成为不可或缺的工具。我希望书中能深入讲解TCAD仿真的原理和应用，包括如何利用TCAD软件来模拟器件的电学特性、热学特性，以及如何通过仿真来预测和解决设计中可能遇到的问题。我设想书中会包含一些具体的仿真案例，例如如何设计一个高击穿电压的MOSFET，或者如何优化一个高效率的IGBT，并详细展示TCAD仿真的过程和结果分析。我相信，通过学习这本书，我能够更深刻地理解功率器件的设计哲学，掌握TCAD仿真这一强大的设计工具，从而为我未来的学习和研究打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

当我看到《集成功率器件设计及TCAD仿真》这本书的书名时，我脑海中立刻浮现出半导体制造的精密流程和器件设计的严谨逻辑。作为一名对电子技术充满热情的学生，我一直对功率器件在现代电子系统中的重要作用感到着迷，它们是能量流动的“管道工”，决定着设备的效率和性能。我期待这本书能够深入浅出地讲解功率器件的物理原理，从最基本的PN结、MOSFET工作原理，到复杂的IGBT、SiC、GaN等新型器件的特性分析。我特别希望书中能够详细介绍功率器件的设计过程，这可能包括器件的结构设计、版图布局、栅极驱动电路的设计，以及如何根据不同的应用需求（例如高压、大电流、高温等）来优化器件的性能参数，例如降低导通电阻、提高击穿电压、减小开关损耗等。“TCAD仿真”这个词组更是让我心生期待，因为我知道TCAD是现代半导体器件研发中不可或缺的强大工具。我希望这本书能够系统地介绍TCAD仿真的基本原理和操作流程，包括如何建立器件模型、网格划分、选择合适的物理模型、设置仿真参数，以及如何分析和解读仿真结果。我期待书中能提供一些具体的TCAD仿真案例，例如如何利用TCAD软件来设计一个低损耗的功率MOSFET，或者如何通过仿真来优化IGBT的雪崩特性，这将极大地帮助我将理论知识转化为实践能力。总而言之，这本书的书名所预示的内容，正是我在电子工程学习道路上亟需掌握的关键技能，它承诺了一次关于功率器件设计和仿真技术的深度探索。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面上赫然写着《集成功率器件设计及TCAD仿真》，光是书名就足以让人联想到无数个夜晚在实验室里与电路板、示波器和各种仿真软件搏斗的场景。我一直对半导体器件的物理原理和设计流程充满好奇，尤其是功率器件，它们是现代电子设备中的“心脏”，没有它们，我们就无法享受如今便捷的生活。然而，市面上关于这一领域的书籍，要么过于晦涩难懂，要么过于浅显，难以触及核心。我渴望找到一本能够深入浅出，既能讲清楚理论基础，又能指导实际操作的书籍。当我看到这本书的书名时，心中涌现出莫大的期待。我设想，这本书应该会从最基础的PN结、MOSFET等器件结构讲起，逐步深入到IGBT、SiC、GaN等新型功率器件的原理和特性。在设计部分，我期待它能详细阐述如何根据应用需求选择合适的器件类型，如何进行器件的版图设计、栅极驱动设计，以及如何优化器件的性能参数，例如击穿电压、导通电阻、开关速度等。而TCAD仿真部分，我更是充满了憧憬。TCAD（Technology Computer-Aided Design）仿真在现代半导体器件研发中扮演着至关重要的角色，它能够帮助工程师在实际制造前预测器件的性能，优化设计参数，从而大大缩短研发周期，降低制造成本。我希望这本书能详细介绍TCAD仿真的基本流程，包括网格划分、物理模型选择、仿真参数设置，以及如何利用仿真结果来分析器件的工作特性，例如电流-电压特性曲线、电场分布、温度分布等。我尤其期待作者能够分享一些实际的仿真案例，例如某个特定功率器件的TCAD仿真流程和结果分析，这样我就可以对照着学习，加深理解。总而言之，这本书的名字所暗示的内容，恰恰是我一直以来所追求的知识体系，我迫不及待地想翻开它，开始我的探索之旅。

评分☆☆☆☆☆

《集成功率器件设计及TCAD仿真》这个书名，听起来就充满了技术含量和实践导向。它精准地触及了电子工程领域中两个至关重要的方面：功率器件的设计与TCAD仿真。我一直以来对功率器件在现代科技中的核心地位深感着迷，它们是能量转换、控制和传输的关键。我设想本书会首先从功率器件的基本概念入手，例如其工作原理、关键参数（如击穿电压、导通电阻、开关速度等），然后逐步深入到不同种类的功率器件，如MOSFET、IGBT、二极管，甚至包括碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等新兴宽禁带功率器件。我期待书中能够详细阐述这些器件的结构设计、材料选择以及性能优化策略，为读者提供一套系统性的设计思路。这可能包括对器件版图的精细化设计，以及如何通过合理的栅极驱动电路来保证器件的高效稳定运行。更吸引我的是“TCAD仿真”这一部分。TCAD（Technology Computer-Aided Design）软件在半导体器件研发中扮演着举足轻重的角色，它允许工程师在实际制造之前，通过计算机模拟来预测和验证器件的性能。我非常希望这本书能够系统地介绍TCAD仿真的基本流程，包括如何建立器件模型、进行网格划分、选择合适的物理模型、设置仿真参数，以及如何分析和解释仿真结果。我期待能够学习到如何利用TCAD工具来优化器件设计，例如降低损耗、提高可靠性，或者探索新型器件结构的可行性。书中如果能包含一些具体的TCAD仿真案例，例如如何设计一个高击穿电压的功率MOSFET，或者如何通过仿真来优化IGBT的开关特性，那将对我这样的学习者来说是无价的。这本书的书名所代表的知识体系，恰恰是我渴望掌握的核心技术，我期待它能够引领我深入了解集成功率器件的神秘世界。

评分☆☆☆☆☆

《集成功率器件设计及TCAD仿真》这本书的书名，直击我心。作为一名对电子工程领域充满热情的学生，我一直对功率器件的奥秘以及实现它们先进设计的技术充满好奇。功率器件在现代社会中扮演着不可或缺的角色，它们是能量转换和控制的核心，从我们日常使用的电子设备到庞大的电力系统，都离不开它们的身影。我期待这本书能够从最基本的半导体物理原理讲起，深入剖析各种功率器件的结构和工作机制，例如MOSFET、IGBT、以及近年来备受瞩目的宽禁带半导体器件如SiC和GaN。我尤为关注“设计”这一环节，希望书中能够详细介绍功率器件的版图设计、栅极驱动电路设计，以及如何通过优化设计参数来达到提高效率、降低损耗、增强可靠性等目标。这可能包括如何根据不同的应用场景选择最合适的器件类型，以及如何进行器件的全面性能评估。而“TCAD仿真”则是这本书给我带来的另一个巨大吸引力。TCAD（Technology Computer-Aided Design）是现代半导体器件研发过程中不可或缺的强大工具，它能够帮助工程师在实际制造前，通过计算机模拟来预测和优化器件的性能。我希望书中能够系统地介绍TCAD仿真的基本流程，包括模型建立、网格划分、物理模型选择、仿真参数设置，以及如何对仿真结果进行科学的分析和解读。如果书中能提供一些实际的TCAD仿真案例，例如如何设计一个低导通电阻的功率MOSFET，或者如何通过仿真来优化IGBT的开关特性，那将对我理解和掌握相关技术有莫大的帮助。这本书的标题所涵盖的内容，正是我在电子工程学习道路上渴望深入探索的核心知识点。