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LED 82
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LED 452
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LED 462
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MCT 640
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SOI 812
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FinFET 822
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TFT 947
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MEMS 1035
23.3.3 生物MEMS 1039
23.3.4 NEMS 1041
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VCSEL 1093
24.4.3 蓝光VCSEL 1097
24.4.4 绿光VCSEL 1104
24.4.5 850nm AlGaAs/GaAs系列VCSEL 1106
24.4.6 980nm InGaAs/GaAs系列VCSEL 1107
24.4.7 中红外VCSEL 1108
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ADC 1253
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