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物 理篇3

第1章 半导体量子相干和调控3

1.1 导言3

1.2 实现量子计算物理系统的基本要求4

1.3 半导体中的电子自旋退相时间5

1.4 Loss-DiVincenzo的量子点方案8

1.5 Kane的硅基半导体方案11

1.6 金刚石NV色心量子方案13

1.7 自旋场效应晶体管16

1.8 全光学技术的自组装量子点量子计算方案21

1.9 半导体量子光源26

参考文献31

第2章 半导体自旋电子学35

2.1 导言35

2.2 自旋注入与自旋检测37

2.2.1 半导体自旋场效应晶体管37

2.2.2 自旋注入的标准模型：F/N结38

2.2.3 自旋的光注入39

2.2.4 自旋的光学检测39

2.2.5 磁性半导体自旋的电注入40

2.2.6 自旋的电学检测42

2.2.7 铁磁金属自旋的电注入44

2.2.8 自旋注入的界面工程44

2.2.9 半金属自旋的电注入45

2.2.10 基于二维层状材料的自旋器件46

2.2.11 拓扑绝缘体自旋的电注入47

2.2.12 自旋霍尔效应器件49

2.2.13 自旋弛豫50

2.3 自旋调控50

2.3.1 电场对自旋的调控50

2.3.2 离子液体辅助的电场调控53

2.3.3 光场对自旋的调控54

2.3.4 热梯度场对自旋的调控54

2.4 稀磁半导体54

2.4.1 传统稀磁半导体55

2.4.2 室温稀磁半导体56

2.4.3 稀磁拓扑绝缘体58

2.5 小结与展望59

参考文献60

第3章 半导体纳米结构在光电器件中的应用69

3.1 纳米线的生长69

3.1.1 VLS生长69

3.1.2 径向异质结构的纳米线生长71

3.1.3 轴向异质结构的纳米线生长72

3.1.4 合金和掺杂纳米线生长74

3.1.5 无催化剂的ZnO纳米线生长76

3.1.6 无催化剂的位置控制的ZnO纳米线生长78

3.1.7 无催化剂的成分控制的ZnO和GaN纳米线生长80

3.1.8 无催化剂的III-V族纳米线生长81

3.1.9 纳米线的低温湿化学生长82

3.2 半导体纳米线的器件应用82

3.2.1 发光器件LED82

3.2.2 纳米线激光器89

3.2.3 太阳电池95

3.3 小结98

参考文献99

第4章 二维材料100

4.1 导言100

4.1.1 石墨烯101

4.1.2 硅烯103

4.1.3 石墨炔104

4.1.4 黑磷106

4.1.5 二维过渡金属硫属化物107

4.2 二维半导体材料的电子结构和带阶110

4.3 石墨炔的电子结构和光学性质116

4.4 硅烯纳米带的输运特性及磁阻效应122

4.5 二维材料的大规模生长126

4.5.1 机械剥离法127

4.5.2 水热法127

4.5.3 溶液剥离法128

4.5.4 电化学法及超声法129

4.5.5 化学气相沉积法129

4.6 新型二维半导体光电器件132

4.6.1 二维半导体光电器件133

4.6.2 新型二维半导体异质结光电器件135

4.6 3研究展望138

4.7 应力对二维材料性能的调控138

4.8 掺杂二维合金的生长、物性和器件研究141

参考文献144

第5章 表面等离激元光子学147

5.1 表面等离激元光子学概述147

5.1.1 金属的介电常数与等离激元148

5.1.2 低维金属结构中的表面等离激元150

5.1.3 表面等离激元的主要应用156

5.2 表面等离激元纳米波导和光子回路158

5.2.1 表面等离激元的激发和探测159

5.2.2 表面等离激元的模式和传播161

5.2.3 表面等离激元的发射165

5.2.4 等离激元逻辑器件167

5.2.5 其他等离激元光子器件及集成169

5.3 表面增强拉曼散射171

5.3.1 球形金属纳米颗粒之间的纳米间隙173

5.3.2 非球形金属纳米结构中的纳米间隙174

5.3.3 针尖与基底之间的纳米间隙175

5.4 耦合结构中的表面等离激元178

5.4.1 局域表面等离激元的耦合178

5.4.2 局域表面等离激元共振的圆二色和非线性效应182

5.4.3 局域表面等离激元与激子的强相互作用184

5.4.4 耦合结构中的增强光学力186

5.5 表面等离激元共振传感188

5.5.1 表面等离激元共振传感188

5.5.2 局域表面等离激元共振传感190

5.5.3 高灵敏局域表面等离激元共振传感193

5.5.4 表面等离激元传感应用194

参考文献196

材 料篇207

第6章 半导体硅材料207

6.1 硅材料的历史和发展208

6.2 集成电路用硅材料211

6.2.1 集成电路用直拉硅单晶211

6.2.2 大直径硅单晶的晶体生长213

6.2.3 大直径硅单晶的缺陷工程216

6.2.4 大直径硅单晶的外延220

6.2.5 硅基薄膜材料222

6.3 太阳电池用硅材料226

6.3.1 太阳电池用硅材料的研究226

6.3.2 太阳级多晶硅229

6.3.3 太阳电池用铸造多晶硅230

6.3.4 太阳电池用非晶硅薄膜232

6.3.5 太阳电池用多晶硅薄膜235

6.3.6 太阳电池用带硅材料238

6.4 光电子用硅材料239

6.4.1 硅晶体位错发光240

6.4.2 多孔硅发光242

6.4.3 硅基纳米硅发光244

6.4.4 纳米硅丝/硅管246

6.4.5 硅基化合物半导体材料249

参考文献249

第7章 石墨烯材料252

7.1 引言252

7.2 石墨烯的制备方法253

7.2.1 机械剥离法254

7.2.2 碳化硅单晶外延法255

7.2.3 过渡金属单晶衬底外延法256

7.2.4 过渡金属多晶薄膜衬底外延法257

7.2.5 氧化还原法258

7.2.6 碳纳米管剖开法制备石墨烯纳米带259

7.3 石墨烯材料的物理特性260

7.3.1 石墨烯独特的电子结构260

7.3.2 石墨烯的电子输运特性262

7.3.3 石墨烯的其他物理特性265

7.4 石墨烯的应用前景266

7.4.1 石墨烯晶体管266

7.4.2 石墨烯集成电路266

7.4.3 柔性透明电极267

7.4.4 超级电容器267

7.4.5 气体分子传感器268

7.4.6 生物方面应用268

7.5 类石墨烯的其他二维原子晶体材料268

7.5.1 硅烯、锗烯269

7.5.2 过渡金属硫族化合物270

7.6 小结与展望270

参考文献271

第8章 SiC晶体：物性及其应用275

8.1 SiC晶体结构276

8.2 SiC材料物理和化学性质277

8.2.1 力学性质278

8.2.2 热学性质278

8.2.3 化学性质278

8.2.4 电学性质278

8.2.5 光学性质278

8.2.6 热膨胀性能281

8.2.7 常见SiC晶型的特征拉曼光谱频率282

8.3 SiC晶体新物性284

8.3.1 半绝缘型4H-SiC晶体作为新型的非线性中红外光学晶体284

8.3.2 SiC晶体中缺陷引入磁性286

8.4 SiC单晶生长方法287

8.4.1 物理气相传输法287

8.4.2 高温气相沉积法291

8.4.3 液相法292

8.5 SiC晶体的缺陷293

8.5.1 微管293

8.5.2 多型性293

8.5.3 包裹物294

8.5.4 平面六方空洞294

8.5.5 杂晶294

8.5.6 堆垛层错和位错294

8.6 SiC晶体的应用295

8.6.1 SiC基高亮度发光二极管295

8.6.2 SiC基电力电子器件296

8.6.3 SiC基射频微波器件298

8.6.4 SiC外延石墨烯器件298

8.6.5 SiC晶体的宝石应用300

8.7 SiC晶体及器件产业化发展现状301

8.8 SiC晶体未来发展趋势302

参考文献304

第9章 锑化物光电子材料与器件308

9.1 锑化物材料学基础308

9.1.1 锑化物半导体材料简介308

9.2 锑化物红外光电器件基本原理及进展310

9.2.1 GaSb单晶与外延衬底材料310

9.2.2 超晶格材料与第三代红外焦平面探测器311

9.3 国内研究现状333

9.4 未来发展趋势334

参考文献335

第10章 有机半导体345

10.1 有机半导体概论345

10.1.1 有机半导体概念345

10.1.2 有机半导体材料346

10.1.3 有机半导体材料中的电子过程347

10.2 有机电致发光349

10.2.1 有机电致发光概述350

10.2.2 有机电致发光材料350

10.2.3 有机发光器件358

10.2.4 有机电致发光展望359

10.3 有机太阳能电池359

10.3.1 有机薄膜太阳能电池360

10.3.2 有机/无机杂化钙钛矿太阳能电池364

10.3.3 有机太阳能电池的展望与挑战366

10.4 有机场效应晶体管367

10.4.1 有机场效应晶体管发展概述367

10.4.2 有机场效应晶体管的制备技术368

10.4.3 有机场效应晶体管材料372

10.4.4 展望375

10.5 有机存储375

10.5.1 有机电存储发展概述376

10.5.2 有机光存储379

10.5.3 有机存储的挑战383

10.6 有机传感383

10.6.1 时间分辨光学成像技术384

10.6.2 双光子荧光显微镜387

10.6.3 光声成像390

10.7 有机激光392

10.7.1 有机激光器件393

10.7.2 有机激光材料397

10.7.3 展望400

参考文献400

第11章 SOI材料411

11.1 引言411

11.2 绝缘体上硅（SOI）简介412

11.2.1 绝缘体上硅的定义与主要优势412

11.2.2 SOI技术的发展历史413

11.3 SOI晶片的制备方法414

11.3.1 离子束合成技术414

11.3.2 键合（Bonding）技术415

11.3.3 智能剥离技术（Smart cut）416

11.3.4 原子层剥离技术-吸附剥离（Simsplit）技术417

11.4 SOI技术发展新趋势419

11.4.1 绝缘体上锗硅（SGOI）材料的制备419

11.4.2 绝缘体上应变硅（sSOI）材料的制备421

11.4.3 绝缘体上锗（GOI）材料的制备421

11.4.4 绝缘体上化合物（III-VOI）材料的制备422

11.5 SOI材料及其MOSFET器件性能表征423

11.5.1 硅薄膜厚度表征423

11.5.2 硅薄膜晶体质量表征428

11.5.3 硅薄膜载流子寿命表征432

11.6 SOI材料技术应用437

11.6.1 高性能射频应用437

11.6.2 抗辐照器件438

11.6.3 耐高温器件438

11.6.4 低压低功耗电路438

11.6.5 无电容动态随机存储器439

11.6.6 光互连与光纤通信440

11.7 小结与展望442

参考文献442

器 件篇451

第12章 宽禁带半导体光电子器件451

12.1 发光二极管452

12.1.1 III族氮化物蓝光LED452

12.1.2 硅衬底GaN基LED技术455

12.1.3 基于LED的半导体照明技术458

12.1.4 AlGaN基紫外LED462

12.2 激光二极管（laser diode， LD）465

12.2.1 法布里-珀罗（F-P）型激光器467

12.2.2 分布反馈III族氮化物半导体激光器469

12.2.3 垂直腔面发射III族氮化物半导体激光器472

12.3 紫外探测器（UV photodetector）475

12.3.1 可见光盲GaN紫外光电探测器476

12.3.2 日盲AlGaN基紫外探测器478

12.3.3 SiC紫外单光子探测器480

参考文献484

第13章 宽禁带半导体电子器件与材料489

13.1 引言489

13.2 GaN电子器件及材料490

13.2.1 用于电子器件的GaN及其异质结材料491

13.2.2 GaN微波毫米波功率器件进展492

13.2.3 GaN HEMT频率特性的提升和超高速器件进展497

13.2.4 高压电力电子器件进展499

13.2.5 氮化物电子器件存在问题及发展方向504

13.3 SiC电子器件及材料505

13.3.1 SiC外延材料506

13.3.2 功率二极管507

13.3.3 金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）508

13.3.4 双极型晶体管（BJT）511

13.3.5 结型场效应晶体管（JFET）512

13.3.6 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）513

13.3.7 SiC电子器件存在问题及发展方向514

13.4 Ga2O3材料和电子器件515

13.4.1 β-Ga2O3体单晶材料的制备和性质516

13.4.2 β-Ga2O3薄膜的外延生长518

13.4.3 β-Ga2O3电子器件的研究进展521

13.5 金刚石材料和电子器件522

13.5.1 金刚石材料的制备、掺杂和电学特性522

13.5.2 金刚石电子器件的研究进展525

13.5.3 器件和材料存在的问题529

13.6 本章总结530

参考文献530

第14章 氮化物发光二极管548

14.1 导言548

14.2 发光二极管发展概况548

14.3 发光二极管的工作原理549

14.4 氮化物发光二极管面临的基本科学技术问题550

14.4.1 异质外延550

14.4.2 p型掺杂及研究进展553

14.4.3 量子局限斯塔克效应556

14.4.4 绿光带隙（green gap）557

14.4.5 多量子阱中的载流子输运558

14.4.6 droop效应558

14.5 氮化物发光二极管量子效率提升技术560

14.5.1 内量子效率提升技术560

14.5.2 光提取效率提升技术563

14.5.3 电流注入效率提升技术567

14.6 新型发光二极管技术569

14.6.1 纳米柱发光二极管569

14.6.2 量子点发光二极管571

14.6.3 表面等离激元耦合增强发光二极管573

14.6.4 基于石墨烯缓冲层的氮化物范德华外延575

14.6.5 新型低维结构氮化镓发光器件579

14.7 小结与展望582

参考文献582

第15章 射频系统与射频集成电路设计587

15.1 引言587

15.1.1 射频定义588

15.1.2 射频通信系统588

15.2 射频系统组成596

15.2.1 射频发射机组成596

15.2.2 直接解调式接收机结构597

15.2.3 超外差结构598

15.3 射频集成电路设计专用知识598

15.3.1 传输线效应599

15.3.2 史密斯圆图及其应用600

15.3.3 S参数601

15.4 射频IC工艺602

15.4.1 单质与异质双极结型晶体管工艺603

15.4.2 射频CMOS工艺604

15.4.3 GaAs MESFET与HEMT工艺604

15.5 射频IC设计工程606

15.5.1 射频IC设计环境606

15.5.2 射频IC设计工具606

15.5.3 射频IC实现606

15.5.4 射频IC测试607

15.6 主要射频IC设计608

15.6.1 调制器608

15.6.2 功率放大器608

15.6.3 低噪声放大器610

15.6.4 混频器614

15.6.5 可变增益中频放大器615

15.6.6 解调器618

15.6.7 频率合成器618

15.7 单片集成发射接收机芯片621

15.7.1 低占空比的跳时超宽带通信射频发射机的系统方案621

15.7.2 数字广播接收机芯片622

15.8 总结625

参考文献625

第16章 功率半导体器件与功率集成电路627

16.1 功率半导体器件的定义与发展简史627

16.2 功率二极管和功率开关器件628

16.2.1 功率二极管628

16.2.2 功率双极型开关器件631

16.2.3 功率MOSFET器件633

16.2.4 IGBT和MCT640

16.2.5 SiC功率开关器件652

16.2.6 GaN功率开关器件659

16.3 功率集成电路与集成功率模块669

16.3.1 功率集成电路669

16.3.2 RESURF理论671

16.3.3 超结LDMOS结构672

16.3.4 SOI高压集成技术677

16.3.5 BCD工艺技术及功率封装技术679

16.3.6 智能功率模块682

参考文献682

第17章 太阳电池699

17.1 导言699

17.2 太阳电池工作原理和效率700

17.3 晶体硅太阳电池701

17.3.1 常规晶硅太阳电池701

17.3.2 异质结硅太阳电池（HJS或HIT）705

17.3.3 梳状全背接触硅太阳电池711

17.4 III-V族化合物太阳电池712

17.4.1 III-V族化合物太阳电池的特点712

17.4.2 单结GaAs太阳电池713

17.4.3 多结叠层III-V族太阳电池714

17.4.4 聚光多结叠层III-V族太阳电池716

17.4.5 III-V族太阳电池研发的新动向718

17.5 无机薄膜太阳电池720

17.5.1 硅基薄膜太阳电池721

17.5.2 铜铟镓硒（CIGS）太阳电池726

17.5.3 碲化镉薄膜太阳能电池730

17.6 染料敏化，有机和有机-无机复合太阳电池732

17.6.1 染料敏化太阳电池732

17.6.2 有机太阳电池735

17.6.3 钙钛矿薄膜太阳电池739

17.7 其他新型太阳电池747

17.7.1 多结叠层太阳电池747

17.7.2 量子点太阳电池747

17.7.3 过渡金属氧化物半导体太阳电池748

17.7.4 中间带太阳电池749

17.8 展望751

参考文献752

第18章 高速光电子器件758

18.1 高速光发射器件758

18.1.1 高速直接调制半导体激光器758

18.1.2 相位调制器762

18.1.3 高速MZ调制器763

18.1.4 电吸收调制器765

18.1.5 微环调制器766

18.2 高速光探测器件767

18.2.1 p-i-n光电二极管探测器767

18.2.2 雪崩光电二极管768

18.2.3 高饱和功率光探测器770

18.3 光通信集成芯片771

18.3.1 激光器阵列芯片771

18.3.2 探测器阵列芯片777

18.3.3 先进格式光发射与接收芯片780

18.3.4 集成光收发模块783

18.3.5 集成芯片耦合封装787

18.4 高速光信息处理器件789

18.4.1 可编程微波光子相控阵波束形成单元789

18.4.2 超带宽希尔伯特变换器793

18.4.3 微波光子滤波器794

18.4.4 超带宽微波光子混频器799

参考文献803

第19章 新型硅基半导体器件810

19.1 超薄体SOI和准SOI器件811

19.1.1 超薄体SOI812

19.1.2 新型准SOI器件817

19.2 双栅和三栅器件820

19.2.1 双栅器件820

19.2.2 三栅FinFET822

19.3 围栅硅纳米线器件828

19.3.1 围栅硅纳米线器件的工艺集成技术829

19.3.2 围栅硅纳米线器件的特性分析832

19.4 高迁移率沟道器件839

19.4.1 高迁移率Ge沟道器件研究839

19.4.2 高迁移率III-V MOS器件研究842

19.5 超陡开关新机理器件843

19.5.1 隧穿场效应晶体管844

19.5.2 负电容场效应晶体管852

19.5.3 纳机电继电器853

参考文献855

第20章 新型非挥发性存储器869

20.1 引言869

20.2 非挥发性存储器进展简介871

20.2.1 非挥发性存储器的相关基本概念871

20.2.2 半导体存储器的分类872

20.2.3 传统非挥发性存储器的发展历程873

20.2.4 非挥发性存储器的发展趋势876

20.3 分立电荷存储器877

20.3.1 纳米晶存储器878

20.3.2 电荷俘获存储器883

20.4 阻变存储器886

20.4.1 阻变存储器的发展历程887

20.4.2 阻变存储器的材料体系888

20.4.3 电阻转变机制890

20.4.4 阻变存储器的集成897

20.5 相变存储器901

20.6 磁存储器903

20.7 小结与展望906

参考文献907

第21章 薄膜微电子学911

21.1 导言911

21.1.1 薄膜微电子学发展历程911

21.1.2 薄膜微电子学的意义912

21.1.3 薄膜微电子学的广阔之路913

21.2 硅基薄膜材料及其薄膜晶体管914

21.2.1 非晶硅914

21.2.2 氢化非晶硅的亚稳特性916

21.2.3 纳米晶和微晶硅918

21.2.4 多晶硅922

21.2.5 硅基薄膜晶体管929

21.3 氧化物薄膜晶体管940

21.3.1 简介940

21.3.2 氧化物半导体材料941

21.3.3 氧化物半导体材料的载流子输运机理945

21.3.4 氧化物TFT947

21.3.5 氧化物TFT的应用950

21.4 硅基薄膜集成电子学951

21.4.1 AM-LCD的像素电路和驱动电路952

21.4.2 AM-OLED的像素电路955

21.4.3 多晶硅TFT的显示驱动集成电路960

21.5 广义的薄膜微电子学967

21.6 结语969

感谢969

参考文献969

第22章 有机电子学978

22.1 导言978

22.2 有机半导体导电机制980

22.3 有机半导体电子器件983

22.3.1 有机场效应晶体管983

22.3.2 有机电致发光二极管992

22.3.3 有机太阳能电池995

22.3.4 有机铁电场效应晶体管存储器997

22.4 有机半导体材料999

22.4.1 有机小分子半导体材料999

22.4.2 有机聚合物半导体材料1007

22.4.3 有机单晶半导体材料1009

22.4.4 栅绝缘材料1010

22.5 有机场效应晶体溶液相制备工艺1013

22.6 小结和展望1014

参考文献1014

第23章 微纳传感与光机电器件及系统1023

23.1 导言1023

23.2 微纳系统技术的发展历史1025

23.2.1 从微传感器起步1026

23.2.2 开拓新的领域1027

23.2.3 进入纳米尺度1028

23.3 微纳系统技术发展的国内外现状1029

23.3.1 传感器1030

23.3.2 信息MEMS1035

23.3.3 生物MEMS1039

23.3.4 NEMS1041

23.4 科学内容1047

23.4.1 设计技术1047

23.4.2 制造技术1048

23.4.3 器件和系统1050

23.5 发展趋势1051

23.5.1 系统集成化1051

23.5.2 加工标准化1051

23.5.3 尺度微纳化1052

23.5.4 应用多样化1052

参考文献1052

第24章 大功率半导体激光器1060

24.1 引言1060

24.2 大功率半导体激光器关键技术1060

24.2.1 大功率量子阱激光器外延结构的优化设计1061

24.2.2 光波导理论1066

24.2.3 腔面镀膜技术和低阻欧姆接触工艺技术1069

24.2.4 大功率半导体激光器的封装技术1070

24.2.5 大功率半导体激光器的热管理技术1070

24.2.6 大功率激光器阵列bar条的优化设计1071

24.2.7 激光整形的基本原理1072

24.2.8 激光合束的基本原理1076

24.3 大功率边发射半导体激光器研究进展1082

24.3.1 大功率半导体激光器的功率特性1082

24.3.2 大功率半导体激光器的效率1082

24.3.3 大功率半导体激光器的光谱特性1084

24.3.4 大功率半导体激光器的可靠性1085

24.3.5 大功率半导体激光器的价格趋势1087

24.4 大功率垂直腔面发射激光器进展1087

24.4.1 VCSEL简介1088

24.4.2 红光VCSEL1093

24.4.3 蓝光VCSEL1097

24.4.4 绿光VCSEL1104

24.4.5 850nm AlGaAs/GaAs系列VCSEL1106

24.4.6 980nm InGaAs/GaAs系列VCSEL1107

24.4.7 中红外VCSEL1108

24.4.8 锑化物垂直腔面发射激光器（Sb-VCSEL）1109

24.4.9 铅盐垂直腔面发射激光器1112

24.4.10 垂直外腔面发射激光器1114

24.4.11 VCSEL的前景1121

24.5 大功率半导体激光器的应用1123

24.5.1 大功率半导体激光器在激光加工中的应用1123

24.5.2 大功率半导体激光器在激光显示中的应用1125

24.5.3 大功率半导体激光器在激光医疗中的应用1126

24.5.4 大功率半导体激光器的军事应用1127

参考文献1129

第25章 光子晶体激光器1142

25.1 引言1142

25.2 光子晶体激光器1143

25.2.1 光泵浦光子晶体面发射激光器1143

25.2.2 光泵浦光子晶体边发射激光器1148

25.2.3 电注入光子晶体垂直腔面发射激光器1150

25.2.4 电注入光子晶体横向腔面发射激光器1160

25.2.5 光子晶体高光束质量半导体激光器1167

25.2.6 硅基混合集成激光器1173

25.3 小结与展望1178

参考文献1179

第26章 HgCdTe红外探测器1184

26.1 导言1184

26.2 HgCdTe红外探测器技术概述1184

26.2.1 历史沿革1184

26.2.2 HgCdTe焦平面基本结构1189

26.3 HgCdTe外延技术1191

26.3.1 液相外延技术1191

26.3.2 分子束外延技术1193

26.3.3 ZnCdTe衬底技术1195

26.4 HgCdTe焦平面1197

26.4.1 单色焦平面技术1197

26.4.2 双色焦平面技术1202

26.4.3 HgCdTe e-APD焦平面技术1207

26.5 小结与展望1210

参考文献1211

第27章 集成电路设计1217

27.1 集成电路设计概述1217

27.2 数字集成电路设计1220

27.2.1 数字集成电路设计的基本流程1220

27.2.2 前端设计与验证1220

27.2.3 后端设计与验证1223

27.3 模拟集成电路设计1226

27.3.1 模拟集成电路设计的基本流程1226

27.3.2 稳定性设计——以线性稳压器为例1228

27.3.3 模拟集成电路中的噪声考虑1231

27.3.4 模拟集成电路设计展望1234

27.4 混合信号集成电路设计1234

27.4.1 数模转换器1234

27.4.2 模数转换器1245

27.5 传感器接口芯片设计1251

27.5.1 传感器接口电路简介1251

27.5.2 传感器接口芯片的高动态范围ADC1253

27.6 小结1259

参考文献1259

第28章 模拟集成电路设计自动化方法1261

28.1 引言1261

28.2 模拟电路建模技术1263

28.2.1 模拟电路的系统级宏模型1264

28.2.2 模拟电路性能的参数化模型1268

28.3 电路尺寸优化1270

28.3.1 基于经验的启发式方案1271

28.3.2 基于模型/方程的优化方法1271

28.3.3 基于仿真的优化方法1272

28.3.4 寻找全局最优的优化方法1273

28.3.5 考虑工艺偏差的模拟电路优化1274

28.4 典型模拟电路优化算法框架1274

28.4.1 模拟退火算法框架1274

28.4.2 差分进化算法框架1275

28.4.3 多起始点全局优化方法1276

28.5 模拟电路自动化设计实例1276

28.5.1 运算放大器电路自动设计1276

28.5.2 锁相环PLL电路自动工艺迁移1277

28.6 模拟电路“修复”技术1279

28.7 小结1281

参考文献1281

第29章 磁随机存取存储器1286

29.1 自旋转移矩原理1286

29.2 自旋转移矩开关的二端器件1290

29.3 电场驱动的磁开关1293

29.4 国际国内研究动态1294

参考文献1296

第30章 微纳光刻与微纳米加工技术1297

30.1 引言1297

30.2 国内外技术进展1298

30.2.1 微电子关键工艺技术国内外进展1298

30.2.2 面临的挑战与需要解决的关键技术问题1299

30.3 微纳光刻图形设计与数据处理技术1300

30.3.1 计算机辅助设计技术1301

30.3.2 微纳光刻图形设计及数据格式转换体系1301

30.3.3 基于JAVA的图形编辑系统1303

30.3.4 掩模图形数据处理技术1303

30.3.5 复杂图形绘制系统1304

30.3.6 图形格式转换系统1305

30.4 光学光刻分辨率增强技术1305

30.4.1 移相掩模制造技术及应用技术1306

30.4.2 光学邻近效应校正掩模制造技术及应用1309

30.4.3 可制造性设计与计算光刻技术1311

30.5 电子束曝光技术1313

30.5.1 纳米电子束曝光基本工艺1314

30.5.2 电子束邻近效应校正技术1317

30.5.3 大小束流混合曝光技术或大小光阑混合曝光技术1318

30.5.4 光学光刻系统和电子束光刻系统之间的匹配与混合光刻1318

30.6 抗蚀剂关键工艺技术1320

30.6.1 正性电子束抗蚀剂1323

30.6.2 负性电子束抗蚀剂1324

30.6.3 电子抗蚀剂工艺处理技术1324

30.7 下一代光刻技术1325

30.7.1 极紫外投影光刻技术1326

30.7.2 纳米压印光刻技术1327

30.8 微纳光刻与纳米加工标准化技术1329

30.9 小结与展望1331

参考文献1332