半导体集成电路 上PDF电子书下载

目录第一章半导体集成电路一般介绍 1

1-1战无不胜的毛泽东思想是发展我国半导体集成电路的指路明灯 1

5-5-1氧化层厚度的测量（166） 5-5-2扩散深度的测量（169） 5-5- 3

1-2集成电路的发展与种类 4

1-2-1电子元件制造技术中的新变革（4） 1-2-2集成电路的三种类型（6） 1-2-3集成电路的应用和发展 9

1-3半导体集成电路的制造方法 10

1-3-1 p-n结隔离的工艺流程（12） 1-3-2介质隔离的工艺流程 16

1-3-3两种隔离方法的比较（18） 1-3-4其他隔离方法介绍 19

第二章 半导体的电阻率、寿命和位错 22

2-1半导体导电性的特点 23

2-1-1电阻率、电导率和迁移率（23） 2-1-2半导体电阻率的特点 24

2-2半导体为什么能导电 25

2-2-1锗、硅的晶体结构（25） 2-2-2本征激发和导电电子 26

2-2-3空穴的导电作用（28） 2-2-4能带图（29） 2-2-5本征激发的载流子浓度 31

2-3杂质对半导体导电本领的影响 32

2-3-1施主杂质和n型半导体（33） 2-3-2受主杂质和p型半导体 34

2-3-3多数载流子和少数载流子（35） 2-3-4杂质的补偿作用 36

2-4半导体的电阻率 38

2-4-1半导体的电阻率公式和纯净半导体的电阻率（38）2-4-2电阻率和杂质浓度的关系（39） 2-4-3电阻率随温度的变化 41

2-5非平衡载流子及其寿命 43

2-5-1什么是非平衡载流子（44） 2-5-2寿命和复合 45

2-5-3复合中心的作用（47） 2-5-4掺金对寿命的影响 48

2-6位错和位错密度 50

2-6-1什么是位错（50）2-6-2位错的观测和晶向 52

第三章p-n结 55

3-1 p-n结的整流特性 55

3-1-1 p-n结具有单向导电性（55）3-1-2 p-n结势垒的形成 58

3-1-3 p-n结的能带是弯曲的（61） 3-1-4正向电流为什么比较大 62

3-1-5反向电流为什么很小（65）3-1-6正反向电流公式 66

3-1-7反向漏电流大是什么原因（69） 3-1-8 p-n结在集成电路中的隔离作用 70

3-2 p-n结电容 71

3-2-1电容对p-n结整流特性的影响（71） 3-2-2 p-n结电容的来源（72）3-2-3怎样计算p-n结电容（74）3-2-4 p-n结的杂质分布，突变结和缓变结（75） 3-2-5突变结的势垒电容公式（77） 3-2-6缓变结的势垒电容公式 79

3-3 p-n结击穿 81

3-3-1什么是击穿现象（81） 3-3-2引起击穿的原因（82） 3-3-3怎样计算击穿电压（84） 3-3-4不够理想的击穿特性 86

第四章 晶体管原理和特性 88

4-1晶体管的结构 89

4-1-1硅平面管的管芯结构（89） 4-1-2单块电路晶体管的特点 90

4-1-3平面管中的杂质分布 92

4-2晶体管的放大作用 93

4-2-1从p-n结到n-p-n矛盾的转化（93）4-2-2电流放大系数 95

4-2-3电压和功率的放大作用 97

4-3晶体管的放大原理 99

4-3-1晶体管的能带图和载流子分布（99） 4-3-2电流是怎么传输的（101） 4-3-3发射效率和基区输运系数（103） 4-3-4表面复合和势垒复合的影响（104） 4-3-5怎样提高α（105） 4-3-6共发射极接法的电流传输过程（106） 4-3-7晶体管的反向工作 107

4-4晶体管的直流特性 108

4-4-1共基极和共发射极接法的输出特性曲线（108）4-4-2反向截止电流（110） 4-4-3表面沟道效应引起的e、c漏电（112） 4-4-4击穿电压（113）4-4-5势垒穿通（115） 4-4-6实际观察到的特性曲线 116

4-5晶体管的电流特性 117

4-5-1大电流密度时β下降（122）4-5-2基极电阻的自偏压效应 124

第五章氧化扩散工艺 127

5-1一个典型集成电路的氧化扩散工艺流程 128

5-1-1预氧化（隐埋氧化）（128） 5-1-2隐埋扩散（129） 5-1-3隔离氧化（130）5-1-4隔离扩散（130）5-1-5基区氧化（亦称一次氧化，并同时金扩散）（131）5-1-6基区扩散（同时二次氧化）（132）5-1-7发射区扩散（133） 5-1-8三次氧化（引线孔氧化） 133

5-2扩散原理 134

5-2-1杂质的扩散，扩散系数，扩散层中杂质的分布（134） 5-2-2扩散深度（137） 5-2-3表面浓度的控制——两种表面源的扩散 138

5-2-4扩散层薄层电阻（143） 5-2-5扩散杂质和扩散温度的选择 146

5-2-6扩散杂质浓度对扩散系数的影响（148） 5-2-7金扩散 148

5-3扩散方法 150

5-3-1箱法扩散（151） 5-3-2液态源扩散（152） 5-3-3固-固扩散（156） 5-3-4固态氮化硼扩散 158

5-4氧化原理及氧化方法 159

5-4-1热生长氧化层的原理和方法（159） 5-4-2热分解淀积氧化层的原理和方法（162） 5-4-3氧化层对杂质的掩蔽作用 164

5-5氧化层及扩散层性质的测定 166

四探针法测量扩散层的薄层电阻（170） 5-5-4扩散结伏安特性的测量 173

5-6氧化扩散系统设备 175

5-6-1扩散（氧化）炉（175） 5-6-2扩散炉温度控制系统 177

5-7工艺中碰到的问题及解决办法 178

5-7-1隐埋扩散中的一些问题（179） 5-7-2隔离扩散中的一些问题（180） 5-7-3基区扩散中的一些问题（184）5-7-4发射区扩散中的一些问题（187） 5-7-5氧化层的一些问题 189

第六章 光刻工艺 191

6-1光刻工艺简单介绍 191

6-2光刻工艺的操作过程 193

6-2-1涂胶（194） 6-2-2前烘（196） 6-2-3曝光（196） 6-2-4显影（197） 6-2-5坚膜（198） 6-2-6腐蚀（198） 6-2-7去胶及检查 200

6-3光刻操作过程中出现的问题 200

6-3-1浮胶（201） 6-3-2钻蚀（201） 6-3-3针孔（202） 6-3-4小岛（203） 6-3-5毛刺（204） 6-3-6锯齿 204

6-4光致抗蚀剂（感光胶）的性能 205

6-4-1光致抗蚀剂的成分及性质（205） 6-4-2正性抗蚀剂 207

6-5光刻设备及光刻精度 208

6-5-1接触曝光法的光刻设备介绍（208） 6-5-2接触曝光法的光刻精度 209

6-6其他光刻方法介绍 210

6-6-1投影曝光的光刻方法（210）6-6-2电子束曝光的光刻方法 211

第七章 外延工艺 214

7-1外延方法和原理 215

7-1-1外延的操作工艺（215） 7-1-2外延层电阻率和厚度的控制 219

7-1-3硅外延生长的设备（222） 7-1-4外延生长原理和层错的形成 226

7-2外延层的鉴定 230

7-2-1外延层电阻率的测量（230） 7-2-2外延层厚度的测量 232

7-2-3层错密度及位错密度的测量 233

7-3外延中存在的问题及解决办法 233

7-3-1外延层的表面缺陷（233） 7-3-2外延中的氧化和图形畸变问题（237） 7-3-3外延层质量改进办法 238

7-4介质隔离中的外延技术 241

7-4-1隔离槽的腐蚀和槽深测量（242） 7-4-2氧化层的生长 243

7-4-3多晶硅的生长 245

第八章 电极引线工艺 248

8-1真空镀膜及合金化 248

8-1-1真空镀膜（249） 8-1-2真空镀膜机的简单介绍 250

8-1-3真空镀膜工艺（252） 8-1-4合金化（254） 8-1-5加热器的制备 257

8-2焊接工艺 258

8-2-1热压焊接法（259） 8-2-2热压焊接的操作过程和注意事项 261

8-2-3超声波焊接（264） 8-2-4平面焊接（面键合）（264） 8-2-5梁式引线工艺 265

第九章制版工艺 270

9-1集成电路的制版工艺 272

9-1-1制备原图（272） 9-1-2初缩（273） 9-1-3精缩（分步重复缩小）（275） 9-1-4复印（279） 9-1-5铬版的制备和复制 280

9-2制版工艺中的光学原理 282

9-2-1成像原理以及如何确定尺寸（282） 9-2-2镜头的相对孔径及分辨率（285） 9-2-3镜头的有效视场（287） 9-2-4镜头的景深 288

9-2-5在制版工艺中如何选取镜头 289

9-3照相感光材料的制备 290

9-3-1制版工艺对照相感光材料的要求（290） 9-3-2照相感光材料的组成和制备（292） 9-3--3影响感光材料特性的因素 297

9-4照相感光版拍摄后的化学处理 299

9-4-1显影（299） 9-4-2定影（304） 9-4-3加厚和减薄 306

9-4-4反转显影 307

第十章硅片的切割、研磨和抛光 309

10-1硅片的切割 309

10-1-1定向（309） 10-1-2切片 310

10-2硅片的研磨 312

10-3硅片的抛光 313

10-2-1粗磨（312） 10-2-2细磨 313

10-3-1机械抛光（313） 10-3-2化学机械抛光 315

10-4介质隔离集成电路的研磨 317

第十一章去离子水制备工艺 319

11-1集成电路制造中的用水 319

11-1-1集成电路生产对水质的要求（319） 11-1-2水的纯度及测量（320） 11-1-3水的酸度及其测量 321

11-2去离子水的制备 322

11-2-1制备原理（322） 11-2-2水的纯化（324） 11-2-3失效树脂的再生 325

11-3-1树脂的选用和性能（328） 11-3-2树脂用量和设备大小的估算 328

11-3树脂和设备 328

附录一硅的主要物理性质 333

附录二 常用金属和合金的主要物理性质及腐蚀剂 334

附录三 常用单位换算表 336

附录四 铂-铂（90％）铑（10％）热电偶的温度-毫伏当量表 338

附录五 常用器皿的清洁处理 341

附录六 安全生产知识 342

附录七 TXU型温度控制仪线路图 345