书名：ESD物理与器件
定价：129.0
ISBN：9787111808299
作者：[美]史蒂文·H.沃尔德曼（Steven H. Voldman）
版次：1
出版时间：2026-04

内容提要：

本书系统地介绍了静电放电（ESD）物理理论及器件设计，并给出了大量实例，将ESD理论工程化。本书主要内容有：ESD中的静电及热电物理学理论及模型，ESD用半导体器件物理及结构，ESD中衬底、阱、隔离结构，电介质、互连及SOI等相关技术及应用。

    本书对于模拟集成电路及射频集成电路设计工程师，以及系统ESD工程师具有较高的参考价值。本书可以作为电路设计、工艺、质量、可靠性和误差分析工程师的工具书，也可以作为电子科学与技术、微电子科学与工程和集成电路设计，尤其是模拟集成电路设计及射频集成电路设计专业高年级本科生及研究生的参考书。

目录：

出版说明

作者简介

译者序

原书前言

原书致谢

第1章?静电和热电物理学

1.1?引言 001

1.2?时间常数法 004

1.2.1?ESD时间常数 004

1.2.2?时间常数的层次结构 008

1.2.3?热学时间常数 008

1.2.4?热扩散 008

1.2.5?绝热、热扩散的时间尺度和稳定状态 010

1.2.6?电准静态场和磁准静态场 010

1.3?不稳定性 012

1.3.1?电气不稳定性 012

1.3.2?热电不稳定性 012

1.3.3?空间不稳定性与电流收缩 014

1.4?击穿 017

1.4.1?帕邢击穿理论 017

1.4.2?汤森理论 018

1.4.3?托普勒定律 018

1.5?雪崩击穿 018

1.5.1?空气击穿 020

1.5.2?空气击穿和峰值电流 022

1.5.3?空气击穿和上升时间 023

1.5.4?中等离子体和微等离子体 024

1.5.5?中等离子体现象 024

习题 025

参考文献 025

第2章?热电方法和ESD模型

2.1?热电方法 027

2.1.1?格林函数和镜像方法 027

2.1.2?热传导方程的积分变换 030

2.1.3?流势传递关系矩阵方法学 033

2.1.4?可变热导率热方程 035

2.1.5?Duhamel公式 038

2.2?电热模型 040

2.2.1?Tasca模型 040

2.2.2?Wunsch-Bell模型 042

2.2.3?Smith-Littau模型 045

2.2.4?Arkhipov-Astvatsaturyan-Godovosyn-Rudenko模型 047

2.2.5?Vlasov-Sinkevitch模型 047

2.2.6?Dwyer-Franklin-Campbell模型 047

2.2.7?Greve模型 052

2.2.8?负微分电阻模型 052

2.2.9?Ash模型 054

2.2.10?统计模型 055

习题 057

参考文献 058

第3章?半导体器件和ESD

3.1?器件物理 059

3.1.1?非等温仿真 060

3.2?二极管 061

3.2.1?二极管方程 062

3.2.2?复合和产生机制 065

3.3?双极大电流器件物理 073

3.3.1?双极晶体管特性方程 073

3.3.2?基区扩展效应 075

3.3.3?Johnson 限制 076

3.4?晶闸管 078

3.4.1?再生反馈 079

3.5?电阻 084

3.6?MOSFET大电流器件物理 087

3.6.1?寄生双极晶体管方程 087

3.6.2?雪崩击穿和恢复 090

3.6.3?不稳定和电流约束模型 091

3.6.4?介质击穿 094

3.6.5?栅致漏电（GIDL） 095

习题 095

参考文献 096

第4章?衬底和ESD

4.1?衬底分析方法 100

4.2?视作半无限域的衬底 100

4.3?采用传输矩阵方法表征层状介质的衬底 102

4.4?衬底传输线模型 104

4.5?衬底损耗的传输线模型 107

4.6?衬底吸收、反射和传输 109

4.7?衬底电气和温度离散化 110

4.8?衬底效应：电气传输阻抗 113

4.9?衬底效应：热传输阻抗 115

4.10?衬底温度阻抗模型 117

4.10.1?可变横截面模型 117

4.10.2?可变椭圆横截面模型 118

4.10.3?背面衬底集总分析模型 121

4.11?重掺杂衬底 121

4.12?轻掺杂衬底 122

习题 124

参考文献 124

第5章?阱、衬底集电极和ESD

5.1?扩散阱 126

5.2?倒阱及纵向调制阱 130

5.2.1?倒阱 130

5.2.2?倒阱衬底调制 133

5.2.3?倒阱及ESD缩放 136

5.3?三阱及隔离MOSFET 138

5.4?镇流电阻 140

5.5?衬底集电极 143

习题 147

参考文献 148

第6章?隔离结构和ESD

6.1?隔离结构 150

6.1.1?局部氧化隔离 150

6.1.2?局部氧化界ESD结构 153

6.2?浅槽隔离 156

6.2.1?浅槽隔离下拉 157

6.2.2?浅槽隔离界ESD结构 157

6.3?深槽隔离 163

6.3.1?深槽保护环结构 164

6.3.2?深槽及闩锁 165

6.3.3?深槽及ESD结构 165

习题 166

参考文献 167

第7章?漏工程、自对准硅化物与ESD

7.1?结 169

7.1.1?突变结 170

7.1.2?轻掺杂漏 170

7.1.3?扩展注入 172

7.2?自对准硅化物及ESD 173

7.2.1?自对准硅化物电阻模型 174

7.2.2?硅化钛 176

7.2.3?钛、钼金属硅化物 181

7.2.4?硅化钴 182

习题 183

参考文献 184

第8章?电介质与ESD

8.1?Fong和Hu模型 187

8.2?Lin模型 189

8.3?击穿电荷 190

8.4?临界介质厚度 193

8.5?ESD脉冲事件与击穿电荷介电模型 194

8.6?瞬时脉冲事件与击穿电荷介电模型 195

8.7?超薄介质 197

习题 198

参考文献 199

第9章?互连和ESD

9.1?铝互连 202

9.2?铜互连 208

9.2.1?铜通孔 214

9.3?低k材料和互连 215

9.4?抛光终止和互连 221

9.5?填充物和互连 223

9.6?铜薄膜应力和电迁移 224

9.7?互连失效和空洞 227

9.8?绝缘结构机械应力 228

习题 229

参考文献? 230

第10章?绝缘体上硅（SOI）与ESD

10.1?SOI电热模型 233

10.1.1?SOI电热传输线模型 235

10.1.2?SOI电热传输线模型级数解 236

10.2?SOI ESD二极管及元件 238

10.2.1?突变结工艺 238

10.2.2?外延注入工艺 240

10.2.3?Halo注入工艺 242

10.3?SOI互连线 242

10.3.1?铝互连线 242

10.3.2?SOI和铜互连 244

10.3.3?等比例缩放 246

10.4?非主流器件 246

10.4.1?双衬底掺杂的SOI二极管 246

10.4.2?栅金属未覆盖SOI二极管结构 247

10.5?SOI动态阈值MOSFET与ESD 247

10.5.1?SOI动态阈值ESD结构 248

10.6?未来的SOI 及ESD 251

习题 252

参考文献 252

第11章?硅锗（SiGe）与ESD

11.1?SiGe 254

11.1.1?SiGe结构 254

11.1.2?SiGe器件物理 258

11.2?SiGe ESD 测试 260

11.2.1?SiGe与Si的比较 262

11.2.2?SiGe电热模拟：集电极-发射极 265

11.2.3?SiGe发射器-发射极-基极 266

11.3?SiGeC 271

11.3.1?SiGeC器件物理 271

11.4?SiGeC ESD测试 273

11.4.1?SiGeC集电极-发射极测试 273

11.4.2?SiGeC器件退化 275

习题 277

参考文献 278

第12章?微结构与ESD

12.1?鳍式场效应晶体管（FinFET） 283

12.2?应变硅器件与ESD 287

12.3?纳米管与ESD 289

12.4?未来新器件 292

习题 292

参考文献 293