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内容大纲
本书将系统地介绍微电子制造科学原理与工程技术，覆盖集成电路制造所涉及的晶圆材料、扩散、氧化、离子注人、光刻、刻蚀、薄膜淀积、测试及封装等单项工艺，以及以互补金属氧化物半导体（CMOS）集成电路为主线的工艺集成。对单项工艺除了讲述相关的物理和化学原理外，还介绍一些相关的工艺设备。
本书可作为高等院校微电子、集成电路及微电子机械、光电器件、传感器等相关专业研究生的教材和参考书。 -
作者介绍
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目录
前言
第1章 半导体制造绪论
1.1 引言
1.2 半导体产业史
1.3 晶圆制造厂
1.3.1 晶圆制备
1.3.2 晶圆制造
1.3.3 晶圆测试
1.3.4 装配与封装
1.3.5 终测与考核试验
1.4 集成电路
1.4.1 集成电路的功能和性能
1.4.2 集成电路的可靠性
1.4.3 集成电路的制造成本
1.5 小结
习题
参考文献
第2章 半导体衬底材料
2.1 相图与固溶度
2.2 晶体结构
2.3 晶体缺陷
2.4 晶圆制备及规格
2.5 清洗工艺
2.5.1 晶圆清洗
2.5.2 湿法清洗设备
2.5.3 其他清洗方案
2.6 小结
习题
参考文献
第3章 扩散
3.1 扩散方程
3.2 杂质扩散机制与扩散效应
3.3 扩散工艺
3.3.1 固态源扩散
3.3.2 液态源扩散
3.3.3 气态源扩散
3.3.4 快速气相掺杂
3.3.5 气体浸没激光掺杂
3.4 扩散杂质分布
3.4.1 恒定表面源扩散
3.4.2 有限表面源扩散
3.5 扩散杂质的分析表征
3.5.1 薄层电阻
3.5.2 迁移率
3.5.3 载流子浓度测量
3.6 杂质在二氧化硅中的扩散
3.7 杂质分布的数值模拟
3.8 小结
习题
参考文献
第4章 氧化
4.1 SiO2的结构、性质及应用
4.1.1 SiO2的结构
4.1.2 SiO2的性质
4.1.3 SiO2的应用
4.2 氧化工艺
4.2.1 干氧氧化
4.2.2 水汽氧化
4.2.3 湿氧氧化
4.2.4 氢气和氧气合成氧化
4.2.5 快速热氧化
4.2.6 高压氧化
4.2.7 等离子体氧化
4.3 热氧化生长动力学
4.3.1 热氧化动力学模型
4.3.2 CMOS技术中对薄氧化层的要求
4.4 氧化速率的影响因素
4.4.1 氧化剂分压对氧化速率的影响
4.4.2 氧化温度对氧化速率的影响
4.4.3 晶向对氧化速率的影响
4.4.4 掺杂影响
4.5 热氧化过程中的杂质再分布
4.6 Si-SiO2界面特性
4.7 氧化物的分析表征
4.7.1 薄膜厚度的测量
4.7.2 薄膜缺陷的检测
4.8 小结
习题
参考文献
第5章 离子注入
5.1 离子注入系统及工艺
5.2 离子碰撞及分布
5.2.1 核碰撞与电子碰撞理论
5.2.2 核阻滞本领和电子阻滞本领
5.2.3 投影射程
5.2.4 离子分布
5.3 离子注入常见问题
5.3.1 沟道效应
5.3.2 阴影效应
5.3.3 离子注入损伤
5.3.4 热退火
5.3.5 浅结形成
5.4 离子注入工艺的应用及最新进展
5.4.1 离子注入工艺的应用
5.4.2 离子注入的最新进展
5.5 离子注入的数值模拟
5.6 小结
习题
参考文献
第6章 快速热处理
6.1 快速热处理工艺机理与特点
6.2 快速热处理关键问题
6.2.1 光源与反应腔设计
6.2.2 硅片受热不均匀的现象
6.2.3 温度测量
6.3 快速热处理工艺的应用及发展趋势
6.3.1 快速热处理工艺的应用
6.3.2 快速热处理工艺的发展趋势
6.4 小结
习题
参考文献
第7章 光学光刻
7.1 光刻工艺概述
7.2 光刻工艺流程
7.2.1 衬底预处理
7.2.2 旋转涂胶
7.2.3 前烘
7.2.4 对准与曝光
7.2.5 曝光后烘焙
7.2.6 显影
7.2.7 坚膜
7.2.8 显影后检测
7.3 曝光光源
7.3.1 汞灯
7.3.2 准分子激光光源
7.4 曝光系统
7.4.1 接触式
7.4.2 接近式
7.4.3 投影式
7.4.4 掩模版
7.4.5 环境条件
7.5 光刻胶
7.5.1 光刻胶类型
7.5.2 临界调制传输函数
7.5.3 DQN正胶的典型反应
7.5.4 二级曝光效应
7.5.5 先进光刻胶
7.6 小结
习题
参考文献
第8章 先进光刻
8.1 先进光刻机曝光系统
8.1.1 浸没式光刻机
8.1.2 同轴与离轴照明技术
8.2 掩模版工程
8.2.1 光学邻近效应修正
8.2.2 相移掩模
8.3 表面反射和驻波的抑制
8.4 电子束光刻
8.4.1 直写式电子束光刻
8.4.2 电子束光刻的邻近效应
8.4.3 多电子束光刻
8.4.4 投影式电子束光刻
8.5 X射线光刻
8.5.1 接近式X射线光刻
8.5.2 X射线光刻用掩模版
8.5.3 投影式X射线光刻
8.6 侧墙转移技术
8.7 多重曝光技术
8.8 纳米压印
8.8.1 模板加工制作技术
8.8.2 热压印技术
8.8.3 紫外纳米压印技术
8.8.4 柔性纳米压印技术
8.8.5 其他纳米压印技术
8.9 定向自组装光刻技术
8.9.1 BCP微相分离原理
8.9.2 物理诱导方式
8.9.3 化学诱导方式
8.9.4 图形转移方式
8.10 小结
习题
参考文献
第9章 真空、等离子体与刻蚀技术
9.1 真空压力范围与真空泵结构
9.1.1 活塞式机械泵
9.1.2 旋片式机械泵
9.1.3 增压器——罗茨泵
9.1.4 油扩散泵
9.1.5 涡轮分子泵
9.1.6 低温吸附泵
9.1.7 钛升华泵
9.1.8 溅射离子泵
9.2 真空密封与压力测量
9.2.1 真空密封方式
9.2.2 真空测量
9.3 等离子体产生
9.3.1 直流辉光放电
9.3.2 射频放电
9.4 刻蚀的基本概念
9.5 湿法刻蚀
9.5.1 二氧化硅的刻蚀
9.5.2 硅的刻蚀
9.5.3 氮化硅的刻蚀
9.5.4 表面预清洗
9.5.5 湿法刻蚀/清洗后量测与表征
9.6 干法刻蚀
9.6.1 溅射与离子铣刻蚀(纯物理刻蚀)
9.6.2 等离子体刻蚀(纯化学刻蚀)
9.6.3 反应离子刻蚀(物理+化学刻蚀)
9.7 干法刻蚀设备
9.7.1 筒型刻蚀设备
9.7.2 平行板刻蚀设备：反应离子刻蚀模式
9.7.3 干法刻蚀设备的发展
9.8 常用材料的干法刻蚀
9.8.1 二氧化硅
9.8.2 氮化硅
9.8.3 多晶硅
9.8.4 干法刻蚀的终点检测
9.9 化学机械抛光
9.10 小结
习题
参考文献
第10章 物理与化学气相淀积
10.1 物理气相淀积：蒸发和溅射
10.1.1 蒸发概念与机理
10.1.2 常用蒸发技术
10.1.3 溅射概念与机理
10.1.4 常用溅射技术
10.2 化学气相淀积
10.2.1 简单的化学气相淀积系统
10.2.2 化学气相淀积中的气体动力学
10.2.3 淀积速率影响因素
10.2.4 化学气相淀积系统分类
10.2.5 常用薄膜的化学气相淀积
10.3 外延生长
10.3.1 外延的基本概念
10.3.2 硅气相外延基本原理
10.3.3 外延层中杂质分布
10.3.4 常用外延技术
10.3.5 外延层缺陷与检测
10.4 小结
习题
参考文献
第11章 CMOS集成技术：前道工艺
11.1 CMOS集成技术介绍
11.1.1 CMOS集成电路中晶体管的基本结构和工艺参数
11.1.2 集成度提升与摩尔定律
11.1.3 晶体管特征尺寸微缩与关键工艺模块
11.2 关键工艺模块
11.2.1 器件参数与沟道注入
11.2.2 器件隔离
11.2.3 CMOS阱隔离工艺
11.2.4 器件中金属–半导体接触技术
11.2.5 自对准源漏掺杂
11.2.6 CMOS器件源漏寄生电阻与自对准硅化物工艺
11.2.7 器件微缩和短沟道效应工艺抑制
11.2.8 器件沟道热载流子效应及源漏轻掺杂结构
11.2.9 CMOS集成电路闩锁效应与工艺抑制
11.3 CMOS主要集成工艺流程
11.3.1 集成电路集成工艺演化
11.3.2传统CMOS工艺——0.18 μm通用集成工艺
11.3.3 现代CMOS集成工艺——65nmLP集成工艺
11.4 现代先进集成技术
11.4.1 先进集成电路工艺发展特点
11.4.2 沟道应变工程
11.4.3 高k金属栅
11.4.4 FinFET
11.5 小结
习题
参考文献
第12章 CMOS集成技术：后道工艺
12.1 引言
12.1.1 CMOS集成电路的互连结构
12.1.2 摩尔定律和铜/低k互连
12.1.3 对后道工艺的技术要求
12.2 器件小型化对互连材料的要求
12.2.1 金属互连结构的寄生电阻
12.2.2 金属互连结构的可靠性问题
12.2.3 金属间寄生电容
12.2.4 铜/低k互连取代Al/SiO2互连的必要性
12.3 铜互连技术需要解决的关键问题
12.3.1 扩散阻挡层
12.3.2 大马士革工艺
12.3.3 低k材料
12.4 铜/低k互连工艺
12.4.1 扩散阻挡层和铜籽晶层的淀积
12.4.2 铜电镀
12.4.3 化学机械平坦化
12.5 小结和展望
习题
参考文献
第13章 特殊器件集成技术
13.1 SOI集成电路技术
13.1.1 SOI器件类型和工作原理
13.1.2 SOI器件与电路特性优势
13.1.3 SOI衬底材料制备技术
13.1.4 SOI集成电路制造工艺
13.2 双极和BiCMOS集成电路技术
13.2.1 双极晶体管和电学特性
13.2.2 双极集成电路和集成工艺
13.2.3 高级双极集成电路制造工艺
13.2.4 BiCMOS集成技术
13.3 存储器技术
13.3.1 存储器主要种类
13.3.2 DRAM及制造工艺
13.3.3 SRAM及制造工艺
13.3.4 Flash存储器及制造工艺
13.4 化合物半导体器件与集成技术
13.4.1 化合物半导体和生长方法
13.4.2 化合物半导体器件中一些特殊概念
13.4.3 化合物MESFET及集成工艺
13.4.4 HEMT及制造工艺
13.4.5 化合物半导体HBT及制造工艺
13.5 薄膜晶体管制造技术
13.5.1 薄膜晶体管结构和特点
13.5.2 薄膜晶体管种类和制造工艺
13.5.3 高级薄膜晶体管技术
13.6 小结
习题
参考文献
第14章 半导体测量、检测与测试技术
14.1 工艺参数与测量方法
14.1.1 薄膜测量方法
14.1.2 掺杂浓度测量方法
14.1.3 图形测量及检查
14.2 工艺分析方法与途径
14.2.1 二次离子质谱分析仪
14.2.2 原子力显微镜
14.2.3 俄歇电子能谱分析仪
14.2.4 XPS仪的工作原理
14.2.5 透射电子显微镜
14.3 晶圆电学参数测试
14.4 晶圆拣选测试
14.4.1 测试目标
14.4.2 晶圆拣选测试类型
14.4.3 晶圆拣选测试要点
14.5 成品率
14.5.1 晶圆面积与成品率
14.5.2 芯片面积与成品率
14.5.3 工艺步骤与成品率
14.5.4 特征尺寸与成品率
14.5.5 工艺成熟度与成品率
14.5.6 晶体材料缺陷与成品率
14.5.7 晶圆中测成品率模型
14.5.8 成品率管理系统
14.6 小结
习题
参考文献
第15章 封装工艺
15.1 引言
15.2 传统装配
15.2.1 背面减薄处理
15.2.2 分片
15.2.3 贴片
15.2.4 引线键合
15.3 传统封装
15.3.1 金属壳封装
15.3.2 塑料封装
15.3.3 陶瓷封装
15.3.4 封装与功率耗散
15.4 现代装配与封装
15.4.1 倒装芯片
15.4.2 球栅阵列
15.4.3 板上芯片
15.4.4 载带式自动键合
15.4.5 多芯片模块
15.4.6 芯片尺寸封装
15.4.7 晶圆级封装
15.5 封装与装配质量测量
15.6 集成电路封装检查及故障排除
15.7 小结
习题
参考文献
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