学びやすい集積回路工学

内容紹介

半導体材料，デバイス，回路の立場から，集積回路が情報エレクトロニクス機器としてどのように作られ，どのようにシステム的に組み上げられていくか，その関係をていねいにわかりやすく解説している．電気・電子・情報系学科の使いやすい，学びやすい教科書である．

目次

1. 半導体集積回路とエレクトロニクス産業

   エレクトロニクス機器の進歩と半導体集積回路／回路基板と集積回路

2. 半導体の基礎

   半導体材料／電子と正孔／不純物添加によるキャリア密度の制御／キャリアの分布

3. 半導体内でのキャリアの動きとその制御

   オームの法則（電界によるドリフト運動）と速度限界／拡散電流（濃度の濃いところから薄いところへの流れ）／キャリアの発生と消滅／pn接合によるキャリア注入／空乏層と電界効果

4. アナログ増幅器

   バイポーラ・トランジスタの構造と動作原理／バイポーラ・トランジスタのI-V 特性／増幅の原理（AC小信号特性）／電流制御モード増幅回路

5. MOSFETの基本構造とスイッチング特性

   MOSFETの構造／しきい電圧（チャネル形成に必要なゲート電圧）／直流電流電圧特性／飽和特性／小信号増幅能力指数／走行時間と動作周波数／スイッチング特性と寄生容量

6. CMOS論理ゲート回路

   インバータとバッファ／NAND回路とNOR回路／排他的論理EXOR回路／多入力ゲートと複合論理ゲート／パストランジスタとスイッチ／Dフリップ・フロップとラッチ回路

7. メモリ集積回路の基本構造と特性

   DRAM／SRAM／不揮発性メモリ／マスクROMとFuse

8. AD/DA変換回路

   AD変換器／DA変換器／電荷再配分型DA変換器／負帰還型AD変換器／アナログ回路の精度を決める要因

9. 集積化プロセス

   ウエハの製作／熱酸化／熱CVD，プラズマCVD／PVD／不純物拡散とイオン注入／リソグラフィ／エッチング／CMP／CMOSプロセスの流れ

10. 集積回路の設計

    デバイス設計／プロセス設計／基本回路セル設計／ハードウェア記述言語を用いた設計と論理合成／レイアウト設計（配置配線）／検証／テスト容易化設計

11. スケーリング則の破綻と新材料・プロセスへの期待

    トランジスタのスケーリング則／配線のスケーリング／MOSFETの高性能化／低電圧化と低消費電力化