- 图解芯片技术/名师讲科技前沿系列
- - 作者：编者:田民波
  - 出版社：化学工业
  - ISBN：9787122339607
  - 出版日期：2019/07/01
  - 页数：300
- 售价：19.6

内容大纲
针对入门者、应用者及研究开发者的多方面的需求，《图解芯片技术》在汇集大量资料的前提下，采用图文并茂的形式，全面且简明扼要地介绍芯片工作原理，集成电路材料，制作工艺，芯片的新进展、新应用及发展前景等。采用每章之下“节节清”的论述方式，左文右图，图文对照，并给出“本节重点”。力求做到深入浅出，通俗易懂；层次分明，思路清晰；内容丰富，重点突出；选材新颖，强调应用。
本书可供微电子、材料、物理、精密仪器等学科本科生及相关领域的工程技术人员参考。
作者介绍
田民波，男，1945年12月生，研究生学历，清华大学材料学院教授。 1964年8月考入清华大学工程物理系。1970年毕业留校一直任教于清华大学工程物理系、材料科学与工程系、材料学院等。1981年在工程物理系获得改革开放后第一批研究生学位。自1994年起，数十次赴日本京都大学等从事合作研究三年以上。长期从事材料科学与工程领域的教学科研工作，曾任副系主任等。承担包括国家自然科学基金重点项目在内的科研项目多项，在国内外刊物发表论文120余篇，正式出版著作38部（其中10部在台湾以繁体版出版），多部被海峡两岸选为大学本科及研究生用教材。担任大学本科及研究生课程数十门。主持并主讲的《材料科学基础》先后被评为清华大学精品课、北京市精品课，并于2007年获得国家级精品课称号。
目录
第1章  集成电路简介
  1.1  概述
    1.1.1  从分立元件到集成电路
    1.1.2  由硅圆片到芯片再到封装
    1.1.3  三极管的功能——可以比作通过水闸的水路
    1.1.4  n沟道MOS（nMOS）三极管的工作原理
    1.1.5  截止状态下MOS器件中的泄漏电流
  1.2  半导体硅材料——集成电路的核心与基础
    1.2.1  MOS型与双极结型晶体管的比较
    1.2.2  CMOS构造的断面模式图（p型硅基板）
    1.2.3  快闪存储器单元三极管“写入”“擦除”“读取”的工作原理
  1.3  集成电路元件的分类
    1.3.1  IC的功能及类型
    1.3.2  RAM和ROM
    1.3.3  半导体器件的分类方法
  1.4  半导体器件的制作工艺流程
    1.4.1  前道工艺和后道工艺
    1.4.2  IC芯片制造工艺流程简介
  书角茶桌  集成电路发展史上的十大里程碑事件
第2章  从硅石到晶圆
  2.1  半导体硅材料
    2.1.1  硅是目前最重要的半导体材料
    2.1.2  单晶硅中的晶体缺陷
    2.1.3  pn结中杂质的能级
    2.1.4  按电阻对绝缘体、半导体、导体的分类
  2.2  从硅石到金属硅，再到99.999999999%的高纯硅
    2.2.1  从晶石原料到半导体元器件的制程
    2.2.2  从硅石还原为金属硅
    2.2.3  多晶硅的析出和生长
  2.3  从多晶硅到单晶硅棒
    2.3.1  改良西门子法生产多晶硅
    2.3.2  直拉法（Czochralski，CZ法）拉制单晶硅
    2.3.3  区熔法制作单晶硅
    2.3.4  直拉法中位错产生的原因及消除措施
  2.4  从单晶硅到晶圆
    2.4.1  晶圆尺寸不断扩大
    2.4.2  先要进行取向标志的加工
    2.4.3  将硅坯切割成一片一片的硅圆片
    2.4.4  硅圆片有各种不同的类型
  2.5  抛光片、退火片、外延片、SOI片
    2.5.1  抛光片和退火片
    2.5.2  外延片
    2.5.3  SOI片
  书角茶桌  “硅是上帝赐予人类的宝物”
第3章  集成电路制作工艺流程
  3.1  集成电路逻辑LSI元件的结构
    3.1.1  双极结型器件的结构
    3.1.2  硅栅MOS器件的结构
    3.1.3  硅栅CMOS器件的结构
    3.1.4  BiCMOS器件和SOI器件的结构

  3.2  LSI的制作工艺流程
    3.2.1  利用光刻形成接触孔和布线层的实例
    3.2.2  曝光，显影
    3.2.3  光刻工程发展梗概
    3.2.4  “负型”和“正型”光刻胶感光反应原理
    3.2.5  光刻工艺流程
    3.2.6  硅圆片清洗、氧化、绝缘膜生长——光刻
    3.2.7  绝缘膜区域刻蚀——栅氧化膜的形成
    3.2.8  栅电极多晶硅生长——向n沟道源-漏的离子注入
    3.2.9  向p沟道的光刻、硼离子注入——欧姆接触埋置
    3.2.10  第1层金属膜生长——电极焊盘形成
    3.2.11  铜布线的大马士革工艺
    3.2.12  如何发展我们的IC芯片制造产业
  3.3  IC芯片制造工艺的分类和组合
    3.3.1  IC芯片制造中的基本工艺
    3.3.2  IC芯片制造中的复合工艺
    3.3.3  工艺过程的模块化
    3.3.4  基板工艺和布线工艺
  书角茶桌  世界集成电路产业发展的领军人物
第4章  薄膜沉积和图形加工
  4.1  DRAM元件和LSI元件中使用的各种薄膜
    4.1.1  元件结构及使用的各种薄膜
    4.1.2  DRAM中电容结构的变迁
    4.1.3  DRAM中的三维结构存储单元
    4.1.4  薄膜材料在集成电路中的应用
  4.2  IC制作用的薄膜及薄膜沉积（1）——PVD法
    4.2.1  VLSI制作中应用不同种类的薄膜
    4.2.2  多晶硅薄膜在集成电路中的应用
    4.2.3  IC制程中常用的金属
    4.2.4  真空蒸镀
    4.2.5  离子溅射和溅射镀膜
  4.3  IC制作用的薄膜及薄膜沉积（2）——CVD法
    4.3.1  用于VLSI制作的CVD法分类
    4.3.2  CVD中主要的反应装置
    4.3.3  等离子体CVD（PCVD）过程中传输、反应和成膜的过程
    4.3.4  晶圆流程中的各种处理室方式
  4.4  IC制作用的薄膜及薄膜沉积（3）——各种方法的比较
    4.4.1  各种成膜方法的比较
    4.4.2  热氧化膜的形成方法
    4.4.3  热氧化膜的形成过程
    4.4.4  用于VLSI的薄膜种类和制作方法
    4.4.5  用于VLSI制作的CVD法
  4.5  布线缺陷的改进和消除——Cu布线代替Al布线
    4.5.1  影响电子元器件寿命的大敌——电迁移
    4.5.2  断线和电路缺陷的形成原因以及预防、修补措施
    4.5.3  Cu布线代替Al布线的理由
    4.5.4  用电镀法即可制作Cu布线
    4.5.5  铝用于IC芯片的优缺点
  4.6  曝光光源不断向短波长进展
    4.6.1  如何由薄膜加工成图形

    4.6.2  几种常用的光曝光方法
    4.6.3  光刻对周边技术的要求
    4.6.4  曝光波长的变迁及相关的技术保证
    4.6.5  光刻系统的发展及展望
  4.7  光学曝光技术
    4.7.1  图形曝光装置的分类及变迁
    4.7.2  光曝光方式
    4.7.3  近接曝光和缩小投影曝光
    4.7.4  曝光中的各种位相补偿措施
  4.8  电子束曝光和离子束曝光技术
    4.8.1  电子束曝光技术
    4.8.2  低能电子束近接曝光（LEEPL）技术
    4.8.3  软X射线缩小投影(EUV)曝光技术
    4.8.4  离子束曝光技术
  4.9  干法刻蚀替代湿法刻蚀
    4.9.1  刻蚀技术在VLSI制作中的应用
    4.9.2  干法刻蚀与湿法刻蚀的比较
    4.9.3  干法刻蚀装置的种类及刻蚀特征
    4.9.4  干法刻蚀（RIE模式）反应中所发生的现象
    4.9.5  高密度等离子体刻蚀装置
  书角茶桌  世界芯片产业的十大领头企业
第5章  杂质掺杂——热扩散和离子注入
  5.1  集成电路制造中的热处理工艺
    5.1.1  IC芯片制程中的热处理工艺（Hot Process）
    5.1.2  热氧化膜的形成技术
    5.1.3  至关重要的栅绝缘膜
  5.2  用于杂质掺杂的热扩散工艺
    5.2.1  LSI制作中杂质导入的目的
    5.2.2  杂质掺杂中离子注入法与热扩散法的比较
    5.2.3  求解热扩散杂质的浓度分布
    5.2.4  热处理的目的——推进，平坦化，电气活性化
    5.2.5  硅中杂质元素的行为
  5.3  精准的杂质掺杂技术（1）——离子注入的原理
    5.3.1  离子注入原理
    5.3.2  离子注入装置
    5.3.3  低能离子注入和高速退火
    5.3.4  离子注入的浓度分布
  5.4  精准的杂质掺杂技术（2）——离子注入的应用
    5.4.1  标准的MOS三极管中离子注入的部位
    5.4.2  基本的阱构造及倒梯度阱构造
    5.4.3  单阱形成
    5.4.4  双阱形成
    5.4.5  离子注入在CMOS中的应用
    5.4.6  离子注入用于浅结形成
  书角茶桌  “核心技术是国之重器”
第6章  摩尔定律能否继续有效
  6.1  多层化布线已进入第4代
    6.1.1  多层化布线——适应微细化和高集成度的要求
    6.1.2  第1代和第2代多层化布线技术——逐层沉积和玻璃流平
    6.1.3  第3代多层化布线技术——导入CMP

    6.1.4  第4代多层化布线技术——导入大马士革工艺
  6.2  铜布线的单大马士革和双大马士革工艺
    6.2.1  Cu大马士革布线逐渐代替Al布线
    6.2.2  大马士革工艺即中国的景泰蓝金属镶嵌工艺
    6.2.3  从Al布线+W柱塞到Cu双大马士革布线
    6.2.4  Cu双大马士革布线结构及可能出现的问题
  6.3  摩尔定律能否继续有效？
    6.3.1  半导体器件向巨大化和微细化发展的两个趋势
    6.3.2  芯片集成度不断沿摩尔定律轨迹前进
    6.3.3  “摩尔定律并非物理学定律”,“而是描述产业化的定律”
    6.3.4  “踮起脚来，跳起来摘苹果”
  6.4  新材料的导入——“制造材料者制造技术”
    6.4.1  多层布线层间膜，DRAM电容膜，Cu布线材料
    6.4.2  硅材料体系仍有潜力（1）
    6.4.3  硅材料体系仍有潜力（2）
    6.4.4  化合物半导体焕发活力
  6.5  如何实现器件的高性能？
    6.5.1  整机对器件的高性能化要求越来越高
    6.5.2  器件的高性能化依赖于新工艺、新材料
    6.5.3  要同时从基板工艺和布线工艺入手
  6.6  从100nm到7nm——以材料和工艺的创新为支撑
    6.6.1  纯硅基MOS管和多晶硅/high-k基MOS管
    6.6.2  金属栅/high-k基MOS管和鳍式场效应晶体管（FinFET）
    6.6.3  90nm——应变硅
    6.6.4  45nm——high-k绝缘层和金属栅极
    6.6.5  22nm——鳍式场效应晶体管
    6.6.6  7nm——EUV光刻和SiGe-Channel
  书角茶桌  集聚最强的力量打好核心技术研发攻坚战
参考文献
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