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高K柵介質材料與器件集成 版權信息
- ISBN：9787302639145
- 條形碼：9787302639145 ; 978-7-302-63914-5
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
高K柵介質材料與器件集成 本書特色
基于目前微電子集成電路工藝的快速發展及面臨的技術瓶頸，卡脖子技術亟待解決。國內集成電路及材料相關的人員出現很多斷層，與國外的差距在不斷增加。尤其在后摩爾器件時代，我們必須迎頭趕上，在器件集成領域應縮小與國際同行的差距。國內的高校承擔著培養未來微電子領域拔尖人才的重任，但在此領域，我們缺少系統的介紹高k柵介質與器件集成的教材，出版與編著該類教材迫在眉睫。該教材的出版，應該能彌補國內教材在該領域的空白，國內的985和211高校的本科生及研究生應該是該教材的大量使用戶，還有相關的企業公司的工程師也需要該類的教材。
高K柵介質材料與器件集成 內容簡介
本書旨在向材料及微電子集成相關專業的高年級本科生、研究生及從事材料與器件集成行業的科研人員介紹柵介質材料制備與相關器件集成的專業技術。本書共10章，包括了集成電路的發展趨勢及后摩爾時代的器件挑戰，柵介質材料的基本概念及物理知識儲備，柵介質材料的基本制備技術及表征方法； 著重介紹了柵介質材料在不同器件中的集成應用，如高κ與金屬柵、場效應晶體管器件、薄膜晶體管器件、存儲器件及神經形態器件等。本書包含柵介質材料的基本制備技術，同時突出了柵介質材料在器件應用中的優選性和前沿性，反映了后摩爾時代器件集成的**研究進展，是理論與實踐應用的有機結合。
高K柵介質材料與器件集成 目錄
第1章緒論
1.1引言
1.2集成電路發展及趨勢
1.2.1集成電路的介紹
1.2.2集成電路的現狀
1.2.3集成電路的發展趨勢
1.2.4我國集成電路產業前景展望
1.3后摩爾時代新材料、新技術及新挑戰
1.3.1工藝新材料
1.3.2新器件結構
1.3.3工藝新技術
1.3.4后摩爾時代集成電路展望與挑戰
課后習題
參考文獻 第2章高κ柵介質的物理基礎
2.1高κ柵介質的基本概念及優勢
2.1.1高κ柵介質的引入
2.1.2高κ柵介質的優勢
2.2高κ柵介質的結構調控及理論機制
2.2.1高κ柵介質的MOS電容結構
2.2.2高κ柵介質的理論機制
2.3高κ柵介質的選擇要求
2.4高κ柵介質的分類及特點
2.4.1硅的氮（氧）化物及其特點
2.4.2ⅢA族金屬氧化物
2.4.3ⅣB族和ⅤB族過渡金屬氧化物
2.4.4ⅢB族稀土金屬氧化物
2.5高κ柵介質面臨的問題和挑戰
課后習題
參考文獻 第3章高κ柵介質的制備及表征
3.1高κ柵介質材料的制備
3.1.1真空蒸鍍法
3.1.2磁控濺射法
3.1.3原子層沉積法
3.1.4分子束外延法
3.1.5脈沖激光沉積法
3.1.6溶液基制備方法
3.2高κ柵介質性能的表征
3.2.1光學性能的表征
3.2.2熱重性能的表征
3.2.3結晶性能的表征
3.2.4化學局域態的表征
3.2.5表面形貌的表征
3.2.6界面微結構的表征
3.2.7潤濕性能的表征
課后習題
參考文獻 第4章稀土基高κ柵介質及MOS器件集成
4.1稀土簡介
4.1.1稀土元素、分類及資源現狀
4.1.2稀土特性
4.1.3稀土與微納電子制造
4.2稀土基高κ柵介質
4.2.1稀土基高κ柵介質優勢
4.2.2稀土基高κ柵介質存在的問題
4.3稀土基高κ柵介質研究現狀
4.3.1單一稀土氧化物高κ柵介質
4.3.2摻雜改性稀土基高κ柵介質
4.3.3稀土氮氧化物高κ柵介質
4.3.4疊層復合稀土基高κ柵介質
4.4稀土基高κ柵介質的界面調控
4.4.1稀土基高κ柵介質的界面問題
4.4.2稀土基高κ柵介質的界面調控措施
4.5稀土基高κ柵介質MOS器件漏電機制
4.5.1肖特基發射
4.5.2PF發射
4.5.3FN隧穿
4.5.4直接隧穿
課后習題
參考文獻 第5章硅基高κ柵介質和金屬柵極集成
5.1MOSFET器件的微縮和性能改進
5.2應用于亞0.1μm MOS器件柵疊層的柵介質材料所面臨的迫切問題
5.2.1SiO2柵介質
5.2.2多晶硅電極
5.3應用于亞0.1μm MOS器件柵疊層的柵介質材料
5.3.1高κ柵介質
5.3.2金屬柵電極
5.4高κ/金屬柵結構MOS器件可靠性問題
5.4.1閾值電壓的溫偏不穩定性
5.4.2熱載流子注入
5.4.3時變擊穿特性
5.4.4應力誘生的柵極漏電流
課后習題
參考文獻 第6章高κ柵介質與高遷移率場效應器件集成
6.1場效應晶體管
6.1.1場效應晶體管的分類
6.1.2金屬氧化物半導體場效應晶體管
6.1.3柵源電壓VGS對ID及溝道的控制作用
6.1.4漏源電壓VDS對ID及溝道的影響
6.1.5特性曲線和電流方程
6.2高遷移率場效應晶體管
6.3Ge基場效應器件
6.3.1金屬/Ge界面費米能級釘扎
6.3.2Ge溝道場效應晶體管的源漏問題
6.3.3Ge溝道場效應晶體管的MOS界面
6.4GaAs基場效應晶體管
6.4.1GaAs場效應晶體管的發展歷程
6.4.2GaAs場效應晶體管柵介質的選擇
6.4.3GaAs表面鈍化技術
6.5其他高遷移率場效應晶體管
6.5.1InP場效應晶體管
6.5.2GaN場效應晶體管
6.5.3SiC場效應晶體管
6.6高遷移率場效應器件的優勢與挑戰
課后習題
參考文獻 第7章高κ柵介質與金屬氧化物薄膜晶體管器件集成
7.1薄膜晶體管
7.1.1TFT發展歷程
7.1.2TFT結構及工作原理
7.1.3TFT器件電學特性曲線及參數提取
7.1.4TFT與MOSFET的比較
7.2金屬氧化物薄膜晶體管
7.2.1硅基薄膜晶體管
7.2.2氧化物薄膜晶體管
7.2.3α-IGZO半導體的導電機制
7.2.4α-IGZO TFT研究現狀
7.3基于高κ柵介質的MOTFT
7.3.1MOTFT中的絕緣柵介質
7.3.2傳統SiO2柵介質面臨的困境
7.3.3MOTFT中的高κ柵介質
7.4高κ柵介質在MOTFT中的應用
7.4.1基于氮化物高κ柵介質的MOTFT
7.4.2基于金屬氧化物高κ柵介質的MOTFT
7.4.3基于鈣鈦礦高κ柵介質的MOTFT
7.4.4基于聚合物、電解質及混合電介質等高κ柵介質的MOTFT
課后習題
參考文獻 第8章高κ柵介質與垂直有機場效應晶體管集成
8.1引言
8.2VOFET——肖特基勢壘晶體管
8.3器件結構
8.3.1不連續金屬源極
8.3.2圖案化金屬源極
8.3.3碳納米管源極
8.3.4MXene源極
8.4工作原理
8.5材料選擇與制備工藝
8.5.1柵介質層
8.5.2電極
8.5.3有機半導體層材料
8.5.4制備工藝
8.6VFET的相關應用
8.6.1垂直有機發光晶體管
8.6.2柔性電子與邏輯電路
8.6.3有機存儲器件
8.6.4人工神經突觸應用
課后習題
參考文獻 第9章高κ柵介質與存儲器件集成
9.1存儲器件的分類
9.2浮柵型存儲器
9.2.1浮柵型存儲器的歷史發展
9.2.2浮柵型存儲器基本原理
9.2.3高κ材料在浮柵型存儲器中的應用
9.2.4浮柵型存儲器的保持與耐受特性
9.3動態隨機存儲器
9.3.1動態隨機存儲器基本原理
9.3.2DRAM存儲器的電容單元
9.4鐵電存儲器
9.4.1鐵電材料基本特性及歷史發展
9.4.2鐵電存儲器分類
課后習題
參考文獻 第10章高κ柵介質與神經形態器件集成
10.1神經形態計算概述
10.2神經生物學簡介
10.2.1神經元及突觸結構
10.2.2神經元信息整合功能
10.2.3突觸可塑性
10.3高κ介電突觸器件
10.3.1阻變存儲器與憶阻器簡介
10.3.2基于高κ介質的兩端突觸器件
10.3.3基于高κ介質的三端晶體管突觸器件
10.4高κ介電神經元器件
10.4.1神經元模型簡介
10.4.2基于高κ介質的神經元器件
課后習題
參考文獻
1.1引言
1.2集成電路發展及趨勢
1.2.1集成電路的介紹
1.2.2集成電路的現狀
1.2.3集成電路的發展趨勢
1.2.4我國集成電路產業前景展望
1.3后摩爾時代新材料、新技術及新挑戰
1.3.1工藝新材料
1.3.2新器件結構
1.3.3工藝新技術
1.3.4后摩爾時代集成電路展望與挑戰
課后習題
參考文獻 第2章高κ柵介質的物理基礎
2.1高κ柵介質的基本概念及優勢
2.1.1高κ柵介質的引入
2.1.2高κ柵介質的優勢
2.2高κ柵介質的結構調控及理論機制
2.2.1高κ柵介質的MOS電容結構
2.2.2高κ柵介質的理論機制
2.3高κ柵介質的選擇要求
2.4高κ柵介質的分類及特點
2.4.1硅的氮（氧）化物及其特點
2.4.2ⅢA族金屬氧化物
2.4.3ⅣB族和ⅤB族過渡金屬氧化物
2.4.4ⅢB族稀土金屬氧化物
2.5高κ柵介質面臨的問題和挑戰
課后習題
參考文獻 第3章高κ柵介質的制備及表征
3.1高κ柵介質材料的制備
3.1.1真空蒸鍍法
3.1.2磁控濺射法
3.1.3原子層沉積法
3.1.4分子束外延法
3.1.5脈沖激光沉積法
3.1.6溶液基制備方法
3.2高κ柵介質性能的表征
3.2.1光學性能的表征
3.2.2熱重性能的表征
3.2.3結晶性能的表征
3.2.4化學局域態的表征
3.2.5表面形貌的表征
3.2.6界面微結構的表征
3.2.7潤濕性能的表征
課后習題
參考文獻 第4章稀土基高κ柵介質及MOS器件集成
4.1稀土簡介
4.1.1稀土元素、分類及資源現狀
4.1.2稀土特性
4.1.3稀土與微納電子制造
4.2稀土基高κ柵介質
4.2.1稀土基高κ柵介質優勢
4.2.2稀土基高κ柵介質存在的問題
4.3稀土基高κ柵介質研究現狀
4.3.1單一稀土氧化物高κ柵介質
4.3.2摻雜改性稀土基高κ柵介質
4.3.3稀土氮氧化物高κ柵介質
4.3.4疊層復合稀土基高κ柵介質
4.4稀土基高κ柵介質的界面調控
4.4.1稀土基高κ柵介質的界面問題
4.4.2稀土基高κ柵介質的界面調控措施
4.5稀土基高κ柵介質MOS器件漏電機制
4.5.1肖特基發射
4.5.2PF發射
4.5.3FN隧穿
4.5.4直接隧穿
課后習題
參考文獻 第5章硅基高κ柵介質和金屬柵極集成
5.1MOSFET器件的微縮和性能改進
5.2應用于亞0.1μm MOS器件柵疊層的柵介質材料所面臨的迫切問題
5.2.1SiO2柵介質
5.2.2多晶硅電極
5.3應用于亞0.1μm MOS器件柵疊層的柵介質材料
5.3.1高κ柵介質
5.3.2金屬柵電極
5.4高κ/金屬柵結構MOS器件可靠性問題
5.4.1閾值電壓的溫偏不穩定性
5.4.2熱載流子注入
5.4.3時變擊穿特性
5.4.4應力誘生的柵極漏電流
課后習題
參考文獻 第6章高κ柵介質與高遷移率場效應器件集成
6.1場效應晶體管
6.1.1場效應晶體管的分類
6.1.2金屬氧化物半導體場效應晶體管
6.1.3柵源電壓VGS對ID及溝道的控制作用
6.1.4漏源電壓VDS對ID及溝道的影響
6.1.5特性曲線和電流方程
6.2高遷移率場效應晶體管
6.3Ge基場效應器件
6.3.1金屬/Ge界面費米能級釘扎
6.3.2Ge溝道場效應晶體管的源漏問題
6.3.3Ge溝道場效應晶體管的MOS界面
6.4GaAs基場效應晶體管
6.4.1GaAs場效應晶體管的發展歷程
6.4.2GaAs場效應晶體管柵介質的選擇
6.4.3GaAs表面鈍化技術
6.5其他高遷移率場效應晶體管
6.5.1InP場效應晶體管
6.5.2GaN場效應晶體管
6.5.3SiC場效應晶體管
6.6高遷移率場效應器件的優勢與挑戰
課后習題
參考文獻 第7章高κ柵介質與金屬氧化物薄膜晶體管器件集成
7.1薄膜晶體管
7.1.1TFT發展歷程
7.1.2TFT結構及工作原理
7.1.3TFT器件電學特性曲線及參數提取
7.1.4TFT與MOSFET的比較
7.2金屬氧化物薄膜晶體管
7.2.1硅基薄膜晶體管
7.2.2氧化物薄膜晶體管
7.2.3α-IGZO半導體的導電機制
7.2.4α-IGZO TFT研究現狀
7.3基于高κ柵介質的MOTFT
7.3.1MOTFT中的絕緣柵介質
7.3.2傳統SiO2柵介質面臨的困境
7.3.3MOTFT中的高κ柵介質
7.4高κ柵介質在MOTFT中的應用
7.4.1基于氮化物高κ柵介質的MOTFT
7.4.2基于金屬氧化物高κ柵介質的MOTFT
7.4.3基于鈣鈦礦高κ柵介質的MOTFT
7.4.4基于聚合物、電解質及混合電介質等高κ柵介質的MOTFT
課后習題
參考文獻 第8章高κ柵介質與垂直有機場效應晶體管集成
8.1引言
8.2VOFET——肖特基勢壘晶體管
8.3器件結構
8.3.1不連續金屬源極
8.3.2圖案化金屬源極
8.3.3碳納米管源極
8.3.4MXene源極
8.4工作原理
8.5材料選擇與制備工藝
8.5.1柵介質層
8.5.2電極
8.5.3有機半導體層材料
8.5.4制備工藝
8.6VFET的相關應用
8.6.1垂直有機發光晶體管
8.6.2柔性電子與邏輯電路
8.6.3有機存儲器件
8.6.4人工神經突觸應用
課后習題
參考文獻 第9章高κ柵介質與存儲器件集成
9.1存儲器件的分類
9.2浮柵型存儲器
9.2.1浮柵型存儲器的歷史發展
9.2.2浮柵型存儲器基本原理
9.2.3高κ材料在浮柵型存儲器中的應用
9.2.4浮柵型存儲器的保持與耐受特性
9.3動態隨機存儲器
9.3.1動態隨機存儲器基本原理
9.3.2DRAM存儲器的電容單元
9.4鐵電存儲器
9.4.1鐵電材料基本特性及歷史發展
9.4.2鐵電存儲器分類
課后習題
參考文獻 第10章高κ柵介質與神經形態器件集成
10.1神經形態計算概述
10.2神經生物學簡介
10.2.1神經元及突觸結構
10.2.2神經元信息整合功能
10.2.3突觸可塑性
10.3高κ介電突觸器件
10.3.1阻變存儲器與憶阻器簡介
10.3.2基于高κ介質的兩端突觸器件
10.3.3基于高κ介質的三端晶體管突觸器件
10.4高κ介電神經元器件
10.4.1神經元模型簡介
10.4.2基于高κ介質的神經元器件
課后習題
參考文獻
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高K柵介質材料與器件集成 作者簡介
何剛, 1997～2001 安徽大學物理系電子材料與元器件專業 (本科)， 2001～2006 中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所(碩博連讀) ， 2007～2009 日本東京大學工學部應用化學系，日本學術振興會(JSPS)博士后研究員， 2009～2011 日本國家物質材料研究所先進電子材料研究中心高級研究員， 2011～現在 安徽大學材料科學與工程學院教授，安徽省“皖江學者”特聘教授，博導；曾主編英文專著"High-k gate dielectric for CMOS technology (wiley-vch)"。
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