電子材料（三版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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圖書標籤:

• 電子材料
• 材料科學
• 半導體
• 絕緣體
• 金屬材料
• 功能材料
• 固體物理
• 電子工程
• 納米材料
• 器件物理

　　電子材料包括範圍很廣，材料結構、材料物理或化學、半導體、超導體、液晶顯示器、薄膜電晶體、積體光學、全像術、微機電、醫工、感測器等等·本書專注半導體一個領域。重點在製造半導體元件所用的各種材料；長晶材料、晶圓製程材料、製程用材料、機器設備用材料、無塵室和廠務設施用材料、封裝材料等，本書均有詳盡的敘述。

　　編著者十幾年來一直在從事半導體相關的教學、收集瞭不少寶貴的資料。以將近一年的時間編著瞭這本電子材料，祈望能給想從事半導體製造的同學們一項內容豐富、有力的教科書，業界工程師、研究生、教授老師們一項便捷的參考。

作者簡介

張勁燕

現職：逢甲大學電子係副教授

學曆：交通大學電子工程研究所博士

經曆：新加坡Intersil電子公司工程師
　　　ITT環宇電子公司工程經理
　　　颱灣電子電腦公司半導體廠廠長、總經理
　　　萬邦電子公司總工程師
　　　明新工專電子科副教授（或兼科主任）
　　　逢甲大學電機係副教授
　　　逢甲大學電子係副教授（或兼係主任）
　　　逢甲大學電子係副教授2001~迄今

代錶著作：半導體製程設備，2000，五南圖書齣版
　　　　　工程倫理，2000，高立圖書公司
　　　　　工業電子學，2001，五南圖書齣版
　　　　　深次微米矽製程技術，2002，五南圖書齣版

《現代半導體器件物理與工藝》 內容簡介 本書係統深入地介紹瞭現代半導體器件的物理基礎、關鍵工藝流程及其在集成電路（IC）中的應用。全書結構嚴謹，理論與實踐並重，旨在為電子工程、微電子學、材料科學等相關領域的學生、研究人員和工程師提供一本全麵且前沿的參考資料。 第一部分 基礎物理與材料 本書首先從半導體材料的基本性質入手，詳細闡述瞭晶體結構、能帶理論、載流子輸運機製（如漂移和擴散）以及摻雜對半導體電學特性的影響。重點討論瞭矽（Si）、鍺（Ge）以及第三代半導體材料如砷化鎵（GaAs）和氮化鎵（GaN）的特性對比及其在不同應用場景下的優勢與挑戰。 晶體生長與薄膜技術： 深入探討瞭單晶矽的拉晶技術（如Czochralski法），外延生長（LPE, VPE, MOCVD, MBE）的原理和設備，以及重要薄膜材料如二氧化矽（SiO₂）、氮化矽（Si₃N₄）和高介電常數（High-k）材料的沉積工藝，包括化學氣相沉積（CVD）和物理氣相沉積（PVD）。對薄膜的界麵態、缺陷控製和應力管理進行瞭詳盡的分析。 光刻與刻蝕技術： 詳細解析瞭光刻作為微電子製造核心工藝的原理。內容涵蓋瞭光刻膠的化學原理、曝光設備（i綫、KrF、ArF、EUV）的演進、掩模的製造與檢測，以及關鍵的圖形化步驟——乾法刻蝕（反應離子刻蝕RIE、深反應離子刻蝕DRIE）和濕法刻蝕。特彆關注瞭亞微米甚至納米尺度下臨界尺寸（CD）的控製、側壁形貌的控製（如Trench和Fin結構）以及光刻膠殘留物的清除技術。 摻雜與離子注入： 全麵介紹瞭實現半導體導電類型轉換和性能調控的離子注入技術。講解瞭離子源的原理、加速與注入過程、能量與劑量的精確控製，以及後續的關鍵退火工藝（如快速熱退火RTA和激光退火LA）對激活效率和損傷修復的影響。 第二部分 核心半導體器件 本書的第二部分聚焦於構成現代集成電路的基本電子器件。 PN結與肖特基勢壘： 從基礎的PN結開始，推導瞭其在不同偏置下的電學特性，包括勢壘高度、擴散長度、結電容和擊穿機製（雪崩擊穿和齊納擊穿）。對肖特基接觸的形成、能級對準和熱電子發射模型進行瞭詳細闡述。 BJT（雙極型晶體管）： 詳細分析瞭NPN和PNP晶體管的內部工作原理，包括基區復閤、載流子在集電區和發射區的輸運，以及Ebers-Moll模型和Spice模型的建立。討論瞭晶體管的頻率響應（$f_T$和$f_{eta}$）以及高頻特性。 MOSFET（金屬-氧化物-半導體場效應晶體管）： 這是本書的重點之一。深入講解瞭MOS結構的工作原理，包括平帶、耗盡、反型狀態的物理機製，閾值電壓（$V_{th}$）的精確計算與調控。詳述瞭NMOS和PMOS的I-V特性、亞閾值導電性、有限溝道效應（SCE）、熱載流子效應（HCE）以及柵極介質的隧穿電流。 先進MOSFET結構： 緊跟技術前沿，詳細介紹瞭從平麵MOS嚮二維（2D）和準三維（Quasi-3D）結構發展的必要性。係統講解瞭SOI（絕緣體上矽） 技術的優勢、薄體SOI（UTB-SOI） 的設計理念，以及FinFET（鰭式場效應晶體管） 的結構、多指設計、靜電控製能力（如DIBL和亞閾值斜率S）的改善，並展望瞭Gate-All-Around (GAA) 晶體管的結構優勢。 第三部分 器件的可靠性與先進封裝 器件可靠性物理： 探討瞭在微納尺度下影響器件長期穩定性的關鍵失效機製。這包括：電遷移（EM，電子慣性效應）、熱效應（Joule加熱導緻的局部過熱）、靜電放電（ESD）保護電路的設計與失效模式、以及TDDB（時間依賴性介質擊穿）和HCI（熱載流子注入）對柵氧壽命的影響。 互連技術與材料： 隨著器件尺寸的縮小，互連綫的電阻和電容成為限製電路速度的主要瓶頸。本書詳細分析瞭多層金屬互連架構的設計，從傳統的鋁綫過渡到銅（Cu）互連的工藝（包括阻擋層/籽晶層技術），以及低介電常數（Low-k）材料在層間絕緣中的應用，旨在降低RC延遲。 先進封裝與係統集成： 介紹瞭現代半導體封裝技術對係統性能和熱管理的重要性。內容覆蓋瞭傳統的引綫鍵閤、倒裝芯片（Flip Chip）技術，以及新興的2.5D和3D集成技術，如矽通孔（TSV）的製造、晶圓鍵閤（Bonding）和混閤鍵閤（Hybrid Bonding）在異構集成中的應用。 總結 本書內容涵蓋瞭從原子尺度下的材料特性到係統級器件結構設計的全過程，力求展現半導體技術在當前和未來十年可能的發展方嚮，特彆強調瞭在摩爾定律放緩背景下，通過新材料、新結構和新工藝來持續提升器件性能的核心科學與工程問題。讀者通過研讀本書，將能建立起對現代半導體製造鏈條的深刻理解。

第一章　矽和化閤物半導體
第二章　微影照像用材料
第三章　摻質材料
第四章　介電質材料
第五章　清洗材料
第六章　蝕刻材料
第七章　金屬製程和材料
第八章　無塵室用材料
第九章　純水處理材料
第十章　廢水廢氣處理用材料
第十一章　封裝和材料
第十二章　厚膜和混成電路用材料
第十三章　奈料材料

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**【第二段】** 作為一名業餘的電子愛好者，我一直對各種電子元件背後的材料學知識感到好奇。市麵上關於電子元件的書籍很多，但大多集中在電路設計或者應用層麵，很少能深入講解材料本身。這次偶然的機會看到瞭《電子材料（三版）》，抱著試試看的心態入手瞭，結果大為驚喜！這本書的深度和廣度都超齣瞭我的預期。它沒有直接跳到復雜的器件，而是從最根本的材料構成講起，比如原子、分子、晶格，以及這些微觀結構如何影響材料的宏觀性質。我以前總是覺得電阻就是電阻，電容就是電容，但這本書讓我明白瞭，它們的性能差異很大程度上取決於所使用的材料。比如，它詳細介紹瞭不同種類的電阻材料，它們的電阻率、溫度係數、功率損耗等特點，以及在不同應用場景下的選擇。同樣，對於電容器，也講解瞭不同介電材料的特性，如陶瓷電容、電解電容、薄膜電容等，它們在容量、耐壓、頻率響應方麵的差異。更讓我感興趣的是，書中還涉及瞭一些比較前沿的電子材料，比如納米材料、智能材料等，這些材料的齣現正在顛覆傳統的電子産品設計。這本書的講解方式很巧妙，雖然是專業的教材，但通過類比和生活化的例子，讓非專業人士也能有所理解。我正在嘗試著用書裏的知識去DIY一些簡單的小玩意，感覺比以前更有底氣瞭！

评分☆☆☆☆☆

**【第五段】** 最近我一直在關注一些關於綠色電子和可持續發展方麵的內容，想看看材料科學能在這方麵做齣什麼貢獻。《電子材料（三版）》這本書，正好提供瞭一個很好的切入點。它不僅僅是機械地介紹各種材料的性質，還相當關注材料的環境影響和迴收利用問題。我瞭解到，很多傳統的電子材料在生産過程中會産生大量的汙染物，而且廢棄後很難處理。這本書詳細介紹瞭一些新型的環保電子材料，比如生物可降解的聚閤物、低毒性的半導體材料，以及如何在材料的設計階段就考慮其生命周期對環境的影響。它還探討瞭如何通過改進材料的製備工藝來降低能耗和減少廢棄物。我特彆感興趣的是書中關於“循環經濟”在電子材料領域的應用，例如如何從廢棄電子産品中迴收稀有金屬和高價值材料，並重新用於生産。這不僅僅是環保問題，更是資源可持續利用的重要途徑。這本書的視角非常前沿，讓我認識到電子材料的發展方嚮不僅僅是追求更高的性能，更需要兼顧社會責任和環境保護。它激發瞭我對綠色電子材料研究的興趣，希望未來能在這方麵做齣一些貢獻。這本書絕對是那些對電子材料的未來發展以及可持續性感興趣的人的必讀之作。

评分☆☆☆☆☆

**【第一段】** 哇！拿到《電子材料（三版）》這本厚厚的書，簡直是打開瞭一個新世界！我是一名在半導體工廠做工藝工程師的菜鳥，剛畢業一年多，每天麵對的都是各種陌生的材料和術語，感覺腦袋都要炸瞭。之前也看瞭一些網上的零散資料，但總覺得不夠係統，像在打遊擊戰。這本《電子材料（三版）》真的像是我的“救命稻草”！首先，它的結構非常清晰，從最基礎的材料科學原理講起，比如晶體結構、電子結構，然後一步步深入到各種重要的電子材料，像是半導體材料（矽、鍺、化閤物半導體）、介電材料、導電材料、磁性材料等等。最讓我驚喜的是，它對於每種材料的物理化學性質、製備工藝、以及在不同電子器件中的應用都做瞭非常詳盡的闡述。我特彆喜歡它裏麵大量的圖示和錶格，把那些抽象的概念變得直觀易懂。比如，我之前對PN結的形成一直雲裏霧裏，看瞭書裏的圖解，終於豁然開朗！還有，它還介紹瞭最新的材料研究進展和發展趨勢，這對於我們這些在一綫工作的工程師來說，太及時瞭！知道行業往哪個方嚮發展，纔能更好地提升自己嘛。這本書的語言也比較嚴謹，但又不會過於枯燥，很多地方都穿插瞭實際的例子，讓我感覺學到的知識是真的有用武之地。我打算每天晚上擠齣一點時間來啃，希望通過這本書，能讓我的理論功底更紮實，工作上更能得心應手！

评分☆☆☆☆☆

**【第四段】** 坦白說，當初買《電子材料（三版》的時候，我並沒有抱太大的期望，想著是學校要求的教材，隨便看看就好。畢竟，材料這東西，聽起來就有點枯燥乏味。但是，當我翻開第一頁，就被這本書吸引住瞭。它的排版設計很精美，字體大小適中，行間距也很舒服，閱讀起來一點都不費勁。更重要的是，作者的講解方式非常生動有趣。他沒有用那些晦澀難懂的學術名詞堆砌，而是用很多通俗易懂的比喻，把復雜的概念解釋清楚。比如，他把半導體材料比作“兩麵派”，在特定條件下既可以導電又可以絕緣，這一下子就抓住瞭重點。書中還穿插瞭很多曆史故事和科學傢的趣聞，讓我覺得學習的過程不那麼枯燥，反而像是在聽故事。而且，這本書的內容非常實用，不僅有理論講解，還有很多實際的案例分析，比如晶體管的製造過程，集成電路的封裝技術等等。這些內容都讓我對電子産品的製造有瞭更深的理解。我特彆喜歡其中關於“材料的發現之路”的章節，講述瞭許多重要的電子材料是如何被偶然發現或者曆經艱辛纔被研發齣來的，這給瞭我很大的啓發。這本書絕對是那種你一旦開始讀，就停不下來的那種！

评分☆☆☆☆☆

**【第三段】** 我是一名在讀的電子工程係研究生，正準備開始我的畢業論文。選擇一個好的研究方嚮對我來說至關重要，而《電子材料（三版）》這本書，無疑為我指明瞭一個重要的方嚮。我的導師一直強調，材料是電子器件的根基，任何器件的性能提升，最終都離不開材料的創新。這本書非常係統地梳理瞭當前主流的電子材料，從傳統半導體材料到新興的二維材料、有機電子材料，都有詳盡的介紹。它不僅描述瞭材料的基本性質，更深入探討瞭材料的製備方法、錶徵技術，以及它們在不同器件中的性能優化。我尤其關注書中關於“材料-器件-性能”之間相互關係的分析，這對於我理解和設計實驗非常有幫助。比如，在討論MEMS器件時，它不僅介紹瞭矽的特性，還分析瞭聚閤物材料在微流控和柔性電子中的應用潛力。此外，書中還詳細介紹瞭各種材料的失效機理和可靠性問題，這對於我們在設計和製造過程中規避風險非常有價值。讀這本書，我感覺自己站在瞭一個更高的平颱，對整個電子材料領域有瞭更宏觀的認識。它提供瞭一個很好的框架，讓我可以根據自己的興趣和導師的建議，深入挖掘某個具體的研究方嚮。