正版A 半导体工艺和器件仿真软件SilvacoTCAD实用教程（配光盘） 唐龙谷 电子与通信 半导 图片色 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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• 仿真软件

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302354314

商品编码：29267607806

丛书名： 半导体工艺和器件仿真软件SilvacoT

出版时间：2014-07-01

基本信息

书名:半导体工艺和器件仿真软件SilvacoTCAD实用教程（配光盘）

定价：39元

作者:唐龙谷 著

出版社：清华大学出版社

出版日期：2014-07-01

ISBN：9787302354314

页码：235

版次：1

装帧：平装

开本：16开

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目录

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章 仿真基础
1．1 TCAD
1．1．1 数值计算
1．1．2 基于物理的计算
1．2 SilvacoTCAD
1．2．1 主要组件
1．2．2 目录结构
1．2．3 文件类型
1．3 Deckbuild
1．3．1 DeckbuildPreferences
1．3．2 语法格式
1．3．3 gO
1．3．4 set
1．3．5 Tonyplot
1．3．6 extract
1．4 学习方法
思考题与习题1

第2章 二维工艺仿真
2．1 ATHENA概述
2．2 工艺仿真流程
2．2．1 定义网格
2．2．2 衬底初始化
2．2．3 工艺步骤
2．2．4．提取特性
2．2．5 结构作
2．2．6 Tonyplot显示
2．3 单项工艺
2．3．1 离子注入
2．3．2 扩散
2．3．3 淀积
2．3．4 刻蚀
2．3．5 外延
2．3．6 抛光
2．3．7 光刻
2．3．8 硅化物
2．3．9 电极
2．3．1 0帮助
2．4 集成工艺
2．5 优化
2．5．1 优化设置
2．5．2 待优化参数
2．5．3 优化目标
2．5．4 优化结果
思考题与习题

第3章 二维器件仿真
3．1 ATLAS概述
3．2 器件仿真流程
3．3 定义结构
3．3．1 ATI。AS生成结构
3．3．2 DevEdit生成结构
3．3．3 DevEdit编辑已有结构
3．4 材料参数及模型
3．4．1 接触特性
3．4．2 材料特性
3．4．3 界面特性
3．4．4 物理模型
3．5 数值计算方法
3．6 获取器件特性
3．6．1 直流特性
3．6．2 交流小信号特性
3．6．3 瞬态特性
3．6．4 特性
3．7 圆柱对称结构
3．8 器件仿真结果分析
3．8．1 实时输出
3．8．2 日志文件
……

第4章 器件一电路混合仿真
第5章 特性
参考文献

内容提要

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为了满足半导体工艺和器件及其相关领域人员对计算机仿真知识的需求，帮助其掌握当前的计算机仿真工具，特编写《半导体工艺和器件仿真软件Silvaco TCAD实用教程》。
　　《半导体工艺和器件仿真软件Silvaco TCAD实用教程》以SilvacoTCAD2012为背景，由浅入深、循序渐进地介绍了SilvacoTCAD器件仿真基本概念、Deckbuild集成环境、Tonyplot显示工具、ATHENA工艺仿真、ALTAS器件仿真、MixedMode器件一电路混合仿真以及C注释器等工具。
　　《半导体工艺和器件仿真软件Silvaco TCAD实用教程》内容丰富、层次分明、突出实用性，注重语法的学习，例句和配图常丰富；所附光盘含有书中具有独立仿真功能的例句的完整程序、教学PPT和大量学习资料。读者借助《半导体工艺和器件仿真软件Silvaco TCAD实用教程》的学习可以实现快速入门，且能深入理解TCAD的应用。
　　《半导体工艺和器件仿真软件Silvaco TCAD实用教程》既可以作为高等学校微电子或电子科学与技术专业高年本科生和研究生的教材，也可供相关专业的工程技术人员学习和参考。

文摘

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作者介绍

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揭秘半导体世界的奥秘：理论、实践与前沿探索 在飞速发展的科技时代，半导体技术无疑是驱动这一切变革的核心引擎。从智能手机的计算能力到人工智能的强大算力，再到新能源汽车的动力管理，无处不见半导体器件的身影。它们是现代电子产品的基石，更是国家科技竞争力的重要体现。然而，要深刻理解并驾驭如此精密的微观世界，需要扎实的理论知识、严谨的实践训练，以及对行业前沿的敏锐洞察。 本书并非一本关于特定商业软件操作的教程，而是致力于为您构建一个全面、深入的半导体工艺和器件仿真理论框架，并引导您将其应用于实际的科学研究与工程实践之中。我们将带领您穿越半导体材料的微观晶格，探索载流子在电场中的奇妙运动，理解 PN 结的形成与特性，并逐一剖析 MOSFET、BJT 等核心器件的工作原理。这些基础知识是理解任何半导体器件性能、设计高效电路、优化制造工艺的关键。 第一部分：半导体物理的基石——从原子到能带 我们将从最基础的物质结构出发，审视半导体材料的原子构成，理解其独特的晶体结构，例如硅的钻石型结构，以及不同晶面与性能的关系。随后，我们将深入探讨量子力学在半导体领域的应用，重点介绍能带理论。您将了解到什么是价带、导带、禁带宽度，以及这些概念如何决定了材料的导电性能。我们还会讨论本征半导体与杂质半导体，理解掺杂过程如何通过引入施主或受主原子，精确调控半导体的导电类型，为后续器件的制造奠定基础。 第二部分：PN 结——一切半导体器件的源头 PN 结是半导体器件中最基本、最重要的结构单元。我们将详细分析 PN 结的形成过程，从扩散和迁移两个基本机制入手，解释内建电场和耗尽区的形成。在此基础上，我们将深入探讨 PN 结在不同偏置下的伏安特性。正向偏置下，载流子注入与复合如何产生电流；反向偏置下，击穿现象又是如何发生的？您将理解二极管、稳压管等简单器件的工作原理，并学会如何通过理论计算预测其性能。 第三部分：核心半导体器件的剖析——MOSFET 与 BJT 在掌握了 PN 结的精髓之后，我们将进一步深入剖析两种最广泛应用的半导体器件：金属-氧化物-半导体场效应晶体管 (MOSFET) 和双极结型晶体管 (BJT)。 对于 MOSFET，我们将详细介绍其结构，包括源极、漏极、栅极和衬底。您将理解栅极电压如何通过电场效应改变沟道中的载流子浓度，从而控制源漏电流。我们将分析不同工作区域，如截止区、线性区和饱和区，并推导相应的电流-电压特性方程。此外，我们还将探讨不同类型的 MOSFET，如 NMOS 和 PMOS，以及它们在互补金属氧化物半导体 (CMOS) 技术中的应用，这对现代集成电路设计至关重要。 对于 BJT，我们将从两个 PN 结的组合出发，解释其发射区、基区和集电区的功能。您将学习到载流子的注入、传输与收集过程，理解电流放大作用的物理机制。我们将详细分析共发射极、共集电极和共基极三种放大电路的特点，并推导其电流增益和电压增益。同时，我们也会讨论 BJT 的开关特性，以及其在数字逻辑电路中的应用。 第四部分：先进半导体器件与前沿技术 随着半导体技术的不断进步，各种新型器件应运而生，以满足日益增长的性能需求和应用场景。我们将对一些重要的先进器件进行介绍，包括： 功率半导体器件： 例如功率 MOSFET、IGBT (绝缘栅双极型晶体管)、SCR (晶闸管) 等，它们在电力电子领域扮演着至关重要的角色，是能量转换与控制的核心。我们将分析它们在高电压、大电流下的工作特性以及与传统器件的性能差异。 光电器件： 包括光电二极管、光电晶体管、LED (发光二极管)、激光二极管等。您将了解光子与半导体相互作用的原理，以及这些器件在光通信、显示技术、传感器等领域的广泛应用。 微机电系统 (MEMS) 器件： 介绍 MEMS 技术如何将微小的机械结构与半导体电路集成，实现传感器、执行器等功能，并展望其在物联网、医疗健康等领域的巨大潜力。 新材料与新结构： 随着传统硅基技术的接近极限，宽禁带半导体材料（如 GaN、SiC）以及二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）的兴起，为突破器件性能提供了新的途径。我们将对这些前沿材料的特性及其在新型器件中的应用进行初步探讨。 第五部分：仿真方法与实践导向 尽管本书不侧重于某一款特定软件，但我们深刻理解仿真在半导体研发中的关键作用。因此，我们将在理论讲解的同时，融入仿真思维，引导您理解仿真工具如何将抽象的物理模型转化为可预测的器件行为。我们将讨论不同仿真方法的原理，例如： 漂移扩散模型： 用于模拟半导体器件中的载流子输运和电荷分布。 蒙特卡罗方法： 在某些情况下，提供更精确的载流子输运模拟。 量子效应仿真： 在微小尺度器件中，考虑量子隧穿、量子限制等效应。 您将学会如何根据器件的结构、材料参数和工作条件，选择合适的仿真模型。我们将讨论如何通过仿真结果来理解器件的各项性能参数，如击穿电压、阈值电压、漏电流、跨导、速度饱和效应等，并如何利用仿真优化器件设计，预测工艺偏差对性能的影响。 第六部分：半导体工艺流程的宏观视角 虽然本书不是详细的工艺手册，但为了使您对半导体器件的制造过程有一个整体的认识，我们将从宏观上介绍半导体制造的关键步骤。这包括： 硅片制备： 从硅的提纯到晶圆的生长与切割。 光刻： 将电路图案转移到硅片上的核心技术。 刻蚀： 去除不需要的材料，形成器件结构。 薄膜沉积： 形成绝缘层、导电层等关键薄膜。 离子注入/掺杂： 引入杂质，改变半导体导电性能。 金属化： 形成互连线，连接各个器件。 理解这些工艺流程，将有助于您更好地将理论模型与实际制造联系起来，理解为何某些器件结构的设计受到工艺的限制，以及工艺的微小变化如何影响最终的器件性能。 本书的目标读者 本书适用于对半导体技术充满兴趣的大学本科生、研究生，尤其是电子工程、微电子学、物理学等相关专业的学生。同时，它也将是科研人员、工程师在进行半导体器件设计、工艺研发、性能分析时，进行理论复习和知识拓展的宝贵参考。如果您希望从根本上理解半导体器件的工作原理，掌握分析与设计复杂半导体电路的方法，并对未来的半导体技术发展保持前瞻性，那么本书将是您不可或缺的入门与进阶指南。 通过本书的学习，您将能够： 深刻理解半导体物理学的基本原理。 准确掌握各种核心半导体器件的工作机制。 了解先进半导体器件的发展趋势。 具备运用仿真思维分析和设计器件的能力。 建立起对半导体制造流程的宏观认识。 我们相信，扎实的理论功底是创新与突破的基石。希望本书能为您打开一扇通往精彩半导体世界的大门，激发您对这一领域的无限热情与求知欲。

评分☆☆☆☆☆

作为一名半导体领域的学生，对TCAD软件的学习一直是我学习过程中的一个难点，但这本书的出现，极大地缓解了我的焦虑。书中对TCAD软件的一些高级功能，例如工艺流程的自动化、器件模型参数的提取等方面，也进行了较为深入的探讨。这让我认识到，TCAD不仅仅是一个简单的仿真工具，更是一个强大的研发平台。书中提供的一些方法和技巧，对于我未来从事科研工作，或者是在实际的半导体生产线进行工艺优化，都具有很强的借鉴意义。

评分☆☆☆☆☆

初拿到这本《正版A 半导体工艺和器件仿真软件SilvacoTCAD实用教程（配光盘）》，我的第一印象是它内容相当扎实。书中从Silvaco TCAD的安装配置入手，循序渐进地讲解了TCAD软件的基本操作流程，这一点对于初学者来说至关重要，毕竟很多教程上来就直接进入复杂的仿真模型，容易让人望而却步。作者唐龙谷老师在阐述概念时，逻辑清晰，语言通俗易懂，避免了过多的生涩术语，使得即使是刚接触TCAD的我也能比较容易地理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用性体现在它不仅仅是理论的讲解，更注重实践操作。配的光盘中包含了大量的仿真脚本和示例文件，这为我们读者提供了极大的便利。我可以直接下载这些文件，并在自己的电脑上进行复现和修改，通过实际操作来加深对书中内容的理解。更重要的是，书中对于一些仿真结果的异常情况，也提供了相应的排查和解决思路，这在我遇到仿真问题时，能提供及时的指导，避免走弯路。这种“边学边练”的学习模式，大大提升了学习效率。

评分☆☆☆☆☆

我特别欣赏书中关于工艺仿真和器件仿真的详细案例分析。比如在工艺仿真部分，针对MOSFET等主流器件，详细列举了扩散、离子注入、刻蚀等关键工艺步骤的仿真参数设置，并对不同参数组合下的工艺结果进行了可视化展示和深入剖析，这让我对半导体制造过程中各环节的相互影响有了更直观的认识。而在器件仿真方面，书中针对不同特性的器件，如NMOS、PMOS、BJT等，提供了详细的仿真脚本编写和结果分析方法，包括I-V特性曲线、C-V特性曲线的提取和解读，这对于我后续进行实际器件设计和优化非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我感觉自己对Silvaco TCAD的掌握程度有了质的飞跃。书中在讲解过程中，还穿插了一些半导体物理的基础知识，帮助我更好地理解仿真结果背后的物理原理。例如，在讲解器件的沟道长度调制效应时，书中不仅给出了仿真脚本，还解释了其物理成因，这使得我不仅仅停留在“会用”的层面，更能“理解为什么”。这种理论与实践相结合的讲解方式，让我对半导体器件的工作原理和工艺流程有了更深刻的认识。