超大规模集成电路布线技术(英文版)(精)/新视野电子电气科技丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 文基·拉马钱德兰皮纳克·莫泽德... 编

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出版社： 清华大学

ISBN：9787302478386

商品编码：29715103361

开本：16

出版时间：2018-04-01

基本信息

• 商品名称：超大规模集成电路布线技术(英文版)(精)/新视野电子电气科技丛书
• 作者：(美)文基·拉马钱德兰//皮纳克·莫泽德
• 定价：129
• 出版社：清华大学
• ISBN号：9787302478386

其他参考信息（以实物为准）

• 出版时间：2018-04-01
• 印刷时间：2018-04-01
• 版次：1
• 印次：1
• 开本：16开
• 包装：精装
• 页数：333
• 字数：496千字

内容提要

本书作者Pinaki Mazumder教授是IEEE Fellow和AAAS Fellow，在EDA领域有30年以上的教学、科研和工程经历。
    本书汇集电子设计自动化领域包括作者在内的研究者的*新成果，聚焦超大规模集成电路布线技术，从串行与并行布线模型开始，到各种基本布线算法，兼顾芯片设计中的特定情况，重点讨论了大量的工业界实用的特殊类型布线与*新并行布线器。
    本书注重基础，主要研究迷宫布线算法、总体布线算法、详细布线算法（即通道布线与开关盒布线算法等）和特殊布线算法，具有较高的通用性和实用性，有望推动超大规模集成电路布线工具的持续发展。
    本书既涉及EDA领域“大家”的重要成果，也涵盖作者及其团队30多年的杰出研究，适合计算机与半导体行业从业的工程师、电子设计自动化方面的教学者阅读，也适合研究VLSI电路布局布线算法的高年级硕士生、博士生以及研究学者参考。

作者简介

无

目录

无

《精密蚀刻：微纳器件制造的关键工艺》 简介 在飞速发展的微电子和集成电路领域，微纳器件的尺寸不断缩小，功能日益强大。这一进程的背后，是精密制造技术的不断突破，其中，蚀刻工艺无疑扮演着至关重要的角色。本书《精密蚀刻：微纳器件制造的关键工艺》深入剖析了这一核心技术，为读者提供了一个全面、详尽且富有洞察力的视角，探究其原理、方法、应用及前沿发展。 第一部分：蚀刻工艺的基础理论与发展历程 本部分将带领读者追溯蚀刻工艺的起源与演进。从最初的化学腐蚀技术，到如今高度集成的等离子体蚀刻，我们将详细阐述其发展脉络，理解技术革新背后的驱动力，例如对更高分辨率、更深纵横比、更精细图案控制的需求。 化学蚀刻 (Wet Etching) 的原理与应用： 详细介绍湿法蚀刻所依赖的化学反应机理，包括氧化-还原反应、溶解反应等。深入探讨各种蚀刻剂（如酸、碱、氧化剂）的特性、选择原则，以及它们对不同材料（如硅、二氧化硅、金属、聚合物）的蚀刻行为。同时，分析湿法蚀刻在晶圆清洗、薄膜去除、衬底形貌控制等方面的传统应用，并讨论其在分辨率、均匀性、选择性方面面临的挑战。 等离子体蚀刻 (Dry Etching) 的兴起与演进： 重点阐述等离子体蚀刻的物理化学耦合机理。通过气体放电产生高能离子和自由基，这些活性粒子如何与材料表面发生碰撞、化学反应，从而实现精确的材料去除。详细介绍几种主流的干法蚀刻技术，包括： 反应离子蚀刻 (Reactive Ion Etching, RIE)： 剖析RIE的工作原理，理解离子轰击和化学反应协同作用带来的高刻蚀率和高各向异性。 电容耦合等离子体 (Capacitively Coupled Plasma, CCP) 和电感耦合等离子体 (Inductively Coupled Plasma, ICP)： 详细阐述不同等离子体源的结构、工作方式及其对等离子体参数（如等离子体密度、离子能量、反应物浓度）的影响，从而如何调控蚀刻过程。 物理溅射蚀刻 (Sputter Etching)： 介绍纯物理溅射的原理，以及它在某些特定材料去除或表面改性中的应用。 化学式等离子体蚀刻 (Chemical Plasma Etching)： 重点讲解仅依靠化学反应的等离子体蚀刻，其特点和适用范围。 蚀刻过程中的关键参数与影响因素： 深入分析影响蚀刻性能的关键参数，包括： 蚀刻温度： 温度如何影响反应速率、扩散速率以及副产物的去除。 气体流量与配比： 不同气体种类和流量如何影响等离子体成分、活性粒子密度和蚀刻选择性。 等离子体密度与离子能量： 这些参数如何影响蚀刻速率、各向异性以及对掩模层的损伤。 反应物浓度与扩散： 反应物在等离子体和表面之间的传输速率如何限制整体蚀刻速率。 副产物清除： 有效去除蚀刻副产物对于保证蚀刻过程的连续性和器件性能的重要性。 掩模技术与蚀刻的匹配： 探讨掩模材料（如光刻胶、氮化硅、金属）的选择、设计以及它们在蚀刻过程中对图案转移精度的影响。理解掩模层的化学稳定性、物理强度以及与蚀刻过程的相互作用。 第二部分：精密蚀刻的核心技术与挑战 本部分将聚焦于现代微纳器件制造中对蚀刻技术提出的更高要求，以及为满足这些要求而发展的各种精密蚀刻技术。 高深宽比 (High Aspect Ratio, HAR) 蚀刻： 重点讨论如何实现具有高纵横比的结构，例如微米级线宽、纳米级间距的深沟槽、柱状结构等。详细介绍深度反应离子蚀刻 (Deep Reactive Ion Etching, DRIE) 技术，包括其两种主要工艺： Bosch 工艺： 剖析 Bosch 工艺的交替循环过程，即沉积钝化层和蚀刻层。理解钝化层（如含氟聚合物）在侧壁上的沉积如何防止侧向蚀刻，从而实现垂直的侧壁。 Cryo-RIE 工艺： 介绍低温等离子体蚀刻，解释低温环境如何改变反应物和产物的物理化学性质，从而实现高深宽比和良好的表面形貌。 其他 HAR 蚀刻技术： 简要介绍其他在特定应用中采用的 HAR 蚀刻方法。 纳米级分辨率与图案转移精度： 随着器件尺寸向纳米级别推进，对蚀刻的精度要求也达到了前所未有的高度。 原子层蚀刻 (Atomic Layer Etching, ALE)： 详细阐述 ALE 的核心思想——将蚀刻过程分解为一系列独立、可控的自限性反应步骤。深入分析 ALE 的反应机理，例如卤化-氧化、卤化-还原等，以及其在实现亚纳米级精度、极高选择性和零侧向蚀刻方面的优势。 纳米压印光刻 (Nanoimprint Lithography) 与蚀刻的结合： 介绍纳米压印技术如何通过物理压印形成纳米结构，以及后续的蚀刻工艺如何将这些结构精确地转移到衬底上。 多图案化 (Multi-patterning) 技术中的蚀刻应用： 讨论在极紫外光刻 (EUV) 出现之前，如何通过多重曝光和对齐来实现亚波长分辨率，以及在这些复杂流程中，蚀刻工艺所扮演的关键角色。 选择性蚀刻 (Selective Etching)： 确保在蚀刻特定材料时，不对其他材料造成过度的损伤或去除，是实现复杂器件结构的关键。 材料选择性： 深入分析不同材料（如不同金属、不同氧化物、不同半导体）的蚀刻速率差异，以及如何通过调整工艺参数或改变蚀刻剂来最大化这种差异。 接触孔/通孔蚀刻： 重点讨论在金属互连层中，如何选择性地蚀刻绝缘层以形成接触孔或通孔，而避免损伤下方的金属层。 沟槽/晶体管侧壁蚀刻： 分析在形成晶体管等复杂结构时，如何实现对不同区域的精确控制，避免对关键区域的损伤。 表面形貌控制与缺陷管理： 精密蚀刻不仅需要去除材料，更需要控制蚀刻后的表面形貌，避免产生橘皮效应、台阶效应、侧壁粗糙度等。 侧壁光滑度： 探讨影响侧壁粗糙度的因素，以及如何通过优化工艺参数、使用添加剂等方法来获得光滑的侧壁。 底部形貌控制： 分析如何获得平坦、均匀的蚀刻底部，避免凹坑、隆起等缺陷。 缺陷的形成机制与预防： 讨论在蚀刻过程中可能出现的各种缺陷，如欠刻、过刻、掩模剥离、表面污染等，并提出相应的预防措施。 等离子体源与腔体设计： 阐述不同类型的等离子体源（如ICP、ECR、磁控溅射等）对等离子体特性和蚀刻性能的影响。介绍蚀刻腔体的结构设计、材料选择以及它们如何影响等离子体均匀性、工艺稳定性以及对腔体壁的污染。 第三部分：精密蚀刻的应用领域与未来展望 本部分将展示精密蚀刻技术在当今和未来微纳器件制造中的广泛应用，并对其未来发展趋势进行展望。 集成电路制造中的核心应用： CMOS 工艺： 详细阐述蚀刻在形成栅极、源漏极、隔离区、接触孔、金属互连等关键步骤中的作用。 先进封装技术： 探讨蚀刻在3D封装、扇出封装等领域中的应用，例如形成硅通孔 (TSV)、凸点 (Bumps) 等。 MEMS/NEMS 器件制造： 介绍蚀刻在制造微型传感器、执行器、微流控芯片、惯性传感器等中的关键地位。 其他微纳技术领域的应用： 光电子器件： 例如光波导、光栅、LED、激光器等器件的精密图形化。 生物芯片与微流控： 制造用于生物分析、药物筛选、细胞培养等的高精度微通道和反应腔。 纳米材料制备： 例如纳米线、纳米管、量子点等的定向生长或结构化。 硬磁盘驱动器： 制造高密度磁头和存储介质的精密结构。 环境与安全考量： 讨论蚀刻过程中使用的化学品和气体对环境的影响，以及如何开发更环保、更安全的蚀刻工艺。包括废气处理、废水处理、材料回收等。 智能化与自动化： 探讨未来蚀刻工艺将如何与人工智能、机器学习等技术结合，实现工艺的智能优化、实时监控和故障预测，进一步提高生产效率和产品良率。 新材料与新工艺的探索： 展望未来，新的蚀刻材料（如二维材料、新型聚合物）和新的蚀刻技术（如激光辅助蚀刻、超声辅助蚀刻）将为微纳器件制造带来新的可能性。 《精密蚀刻：微纳器件制造的关键工艺》不仅是一本技术手册，更是一扇通往微纳世界奥秘的窗口。通过对本书内容的深入学习，读者将能够深刻理解精密蚀刻技术在现代科技发展中的核心地位，掌握其基本原理和先进技术，并对未来的发展方向有所启发，为在微电子、半导体、材料科学等领域的研究和开发奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事节奏把握得非常到位，它没有一味地堆砌晦涩的数学推导，而是很巧妙地将历史演进融入了技术变革之中。阅读过程中，我能明显感觉到作者对整个IC布线技术发展脉络的深刻洞察力。比如，在介绍关键孔（Via）的优化策略时，作者顺带提及了早期技术限制和当前新材料引入后带来的设计范式转变，这使得读者不仅学到了“怎么做”，更理解了“为什么必须这样做”。这种历史的厚重感，让原本枯燥的技术点变得有血有肉，充满了“人定胜天”的奋斗史感。这种叙事手法，对于希望系统性建立知识体系的初学者非常友好，它提供了一个清晰的时间轴和技术迭代路线图，让人在学习新知识的同时，也能对整个领域的发展有一个宏观的认知，避免了只见树木不见森林的弊端，使得知识的系统性构建更加牢固和连贯。

评分☆☆☆☆☆

我花了几个晚上仔细研读了其中关于版图规划和寄生参数提取那几章的内容，可以说，作者在处理这些复杂概念时，采用了极其细腻和分层的讲解方式。初看那些公式和流程图时，确实感到有些吃力，毕竟涉及到深亚微米甚至纳米级别的物理现象和复杂的算法模型。但作者非常擅长将理论与实际案例进行穿插对比，比如，他不会仅仅抛出一个DRC（设计规则检查）的抽象定义，而是会紧接着展示一个典型的违规布局在不同工艺节点下可能导致的信号完整性问题，这种“先看后果，再寻病根”的叙事结构极大地增强了理解的代入感。特别是对时序收敛问题的探讨，从时钟树综合（CTS）的拓扑选择到延迟路径的精细调整，每一个环节的权衡利弊都分析得入木三分，提供了多个可供工程师参考的实践性指导方针，这对于一线布局布线工程师来说，价值无可估量，远超一般的教科书理论阐述。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度，尤其是在新兴互连技术方面的覆盖，让我感到非常惊喜。许多市面上主流的教材往往侧重于成熟的28纳米或以上工艺的稳定方案，但在讨论到诸如3D IC集成、先进封装（如Chiplet技术）的布线挑战时，往往一带而过。然而，这本书却花了相当大的篇幅去探讨如何在异构集成环境下管理热点问题、如何优化跨芯片的信号传输链路完整性，以及在三维堆叠中层与层之间的串扰效应的建模与规避。这部分内容无疑是为那些已经掌握了基础布线知识，并希望站在行业前沿进行研发的资深工程师准备的“干货”。它不仅仅是知识的传递，更像是对未来十年技术发展方向的一种预判和布局，展现了作者团队深厚的研发背景和前瞻视野，是真正具有指导未来实践意义的深度探讨。

评分☆☆☆☆☆

从另一个角度来看，这本书的实用性体现在它对软件工具和设计流程的隐性关联上。尽管它没有详细到手把手教你点击哪个菜单按钮（毕竟软件迭代太快了），但它对各种布线算法背后的思想逻辑进行了深刻的剖析。比如，在讨论到全局布线和详细布线的迭代优化模型时，书中深入浅出地解释了Maze算法的变体如何适应大规模电路的计算复杂度，以及在求解过程中如何平衡布通率和线长优化。这种对“内核算法”的理解，比单纯学习某款EDA工具的操作手册要高明得多。一旦你真正理解了算法的底层逻辑和内在约束，即便未来换了不同的EDA平台，也能迅速掌握其核心优化逻辑，并能有效地进行高级脚本定制和疑难杂症的排查。这使得这本书的知识保质期极大地延长了，它培养的不是工具的使用者，而是解决布线难题的真正设计者，这种思维上的赋能，是任何快速入门指南都无法比拟的宝贵财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和印刷质量着实让人眼前一亮。纸张的质感厚实而细腻，触感温润，显然是采用了上乘的纸张。内页的排版设计也颇为讲究，字体大小和行距拿捏得恰到好处，即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。封面设计则体现了一种专业与稳重的气质，深沉的色调配上清晰的标题烫印，散发着浓厚的学术气息，很符合一本专业技术书籍应有的格调。装订方面，平装的书籍却有着接近精装的坚固感，翻页时非常顺畅，完全不用担心书页会松散或脱落。对于我这种喜欢收藏和时常翻阅专业书籍的读者来说，这本书的物理形态本身就是一种享受，它不仅仅是一本工具书，更像是一件值得珍藏的艺术品。从图书馆的书架上取下它，就能感受到它分量十足的专业内涵，这第一印象的分数就足足拉满了，为接下来的深入阅读打下了非常好的心理基础。我个人非常注重书籍的“手感”和“视觉体验”，而这本在这些硬件指标上几乎无可挑剔，让人对接下来的技术内容充满了期待，希望它能像外表一样，经得起推敲和时间的考验。