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第一章 衬底制备化学原理 1

一、硅晶体结构 1

二、多晶硅的制备 3

(一)三氯氢硅氢还原法 4

(二)AF硅烷热分解法 7

三、多晶锗的制备 9

四、单晶硅的制备 11

五、硅片抛光化学原理 12

(一)铬离子化学机械抛光 13

(二)铜离子化学机械抛光 14

(三)二氧化硅胶体化学机械抛光 15

第二章 外延工艺化学原理 18

一、外延生长的化学原理 18

(一)氢还原法 19

(二)热分解法 21

二、原材料的纯化 21

(一)四氯化硅的纯化 24

1.分子筛 26

(二)氢气的纯化 26

2.脱氧剂-C-？催化剂 29

3.常用的十？剂(脱水剂) 30

4.钯管纯化原理 31

5.其他净化剂 32

(三)加热材料的处理 33

三、硅片的气相抛光和自掺杂及其防止 33

(一)氯化氢气相抛光 34

(二)水汽抛光 34

(三)溴气相抛光 35

(四)自掺杂及其防止 36

第三章 表面钝化化学原理 38

一、二氧化硅钝化膜 38

(一)二氧化硅的结构 39

(二)二氧化硅膜的制备 41

1.热氧化法 41

2.烷氧基硅烷热分解淀积法 43

3.掺氯氧化法 45

4.低温氧化法 47

5.其他氧化法 48

二、磷硅玻璃钝化膜 51

(一)磷硅玻璃的结构 51

(二)磷硅玻璃提取和稳定钠离子的机理 52

(三)磷硅玻璃的制备 53

(四)磷硅玻璃吸潮性的防止 54

三、三氧化二铝钝化膜 55

1.有孔型阳极氧化 56

(一)阳极氧化法原理 56

2.无孔型阳极氧化 57

(二)热分解法原理 58

(三)水解法原理 58

四、氮化硅钝化膜 60

(一)化学气相淀积原理 61

(二)其他制备氮化硅膜的方法 63

1.三氧化二硼 67

(一)固态杂质源 67

一、硼扩散的化学原理 67

第四章 扩散工艺化学原理 67

2.氮化硼 69

3.二氧化硅乳胶源涂布硼扩散 71

(二)液态杂质源 73

1.硼酸三甲酯 73

2.三溴化硼 74

(三)气态杂质源——乙硼烷 75

1.磷钙玻璃 77

(一)固态杂质源 77

二、磷扩散的化学原理 77

2.磷酸二氢铵 79

3.二氧化硅乳胶源涂布磷扩散 79

(二)液态杂质源 80

1.三氯氧磷 80

2.三氯化磷 83

(三)气态杂质源——磷烷 84

1.砷烷氧化物源 85

(一)掺杂氧化物固-固砷扩散 85

三、砷扩散的化学原理 85

2.三氯化砷与四氯化锗氧化物源 86

(二)二氧化硅乳胶源涂布砷扩散 88

四、锑扩散的化学原理 88

(一)箱法锑扩散 88

(二)掺杂氧化物固-固锑扩散 90

五、硅P-N结显示的化学原理 91

(一)光电效应法原理 91

(二)氧化还原法原理 92

第五章 光刻工艺化学原理 93

一、光致抗蚀剂简介 93

(一)负性光致抗蚀剂 94

1.聚乙烯醇肉桂酸酯系光致抗蚀剂 94

2.环化橡胶系光致抗蚀剂 100

(二)正性光致抗蚀剂——邻叠氮醌类 105

1.邻叠氮醌类光致抗蚀剂的结构与制备 105

2.光化学分解机理 106

(三)电致抗蚀剂——PCDA—053光致抗蚀剂 108

3.优缺点 108

4.配制 108

二、光刻工艺化学原理 110

(一)光致抗蚀剂的配制、涂敷与前烘 110

1.光致抗蚀剂的配制 110

2.涂胶 111

3.前烘 112

(二)光致抗蚀剂的光交联 113

1.聚乙烯醇肉桂酸酯的光交联 113

2.聚肉桂叉丙二酸乙二醇酯的光交联 115

(三)光致抗蚀剂的显影与坚膜 117

1.显影原理 117

2.坚膜 118

(四)腐蚀原理 119

1.硅的腐蚀 119

2.二氧化硅的腐蚀 120

3.氮化硅的腐蚀 122

4.铝的腐蚀 123

5.铬的腐蚀 124

(五)去胶的化学原理 127

1.氧化法去胶 127

2.等离子体去胶 128

3.紫外光分解去胶 129

4.去胶剂去胶 129

第六章 制版工艺化学原理 130

一、超微粒干版制备的化学原理 130

(一)乳胶的组成与制备 131

(二)乳胶配方中各成分的作用 133

1.卤化银-感光剂 133

2.频那金醇-增感剂 135

3.苯骈三氮唑-稳定剂或防灰雾剂 139

4.铬钾矾-坚膜剂 143

(三)明胶在乳胶中的作用 144

1.明胶的组成、结构与性质 144

2.明胶在乳胶中的作用 149

(一)照相潜影的形成 150

二、超微粒干版照相冲洗的化学原理 150

(二)显影的化学原理 154

1.物理显影原理 155

2.化学显影原理 156

3.显影剂性质对显影效果的影响 161

4.显影剂结构与显影性能的关系 164

5.配制显影液的注意事项 165

(三)定影的化学原理 166

1.络合剂——硫代硫酸钠 167

2.中和剂——醋酸 168

3.保护剂——亚硫酸钠 169

4.坚膜剂——铝钾矾 169

5.防污剂——硼酸 170

三、氧化铁彩色版制备的化学原理 171

(一)化学气相淀积(CVD)法制备氧化铁版原理 172

(二)涂敷法制氧化铁版原理 175

1.二茂铁的制备与结构 176

2.聚乙烯二茂铁的涂敷 176

3.聚乙烯二茂铁转化为氧化铁版 177

四、PD照相法原理 178

(一)光敏材料 179

(二)成象原理 180

(三)聚乙烯醇(PVA)版的制作及其敏化原理 183

1.载体(PVA版)制备原理 183

2.光敏层的形成 183

(四)高速稳定的物理显影液 184

(五)PD版与超微粒干版的比较 186

第七章 化学清洗 187

一、硅片表面杂质类型和清洗步骤 187

(一)硅片表面沾污的杂质类型和来源 187

1.分子型杂质 187

2.离子型杂质 188

3.原子型杂质 189

(二)硅片清洗的一般步骤 189

(一)有机溶剂的去污作用 190

1.甲苯、丙酮、乙醇的去污作用 190

二、硅片表面有机杂质的清洗 190

2.无毒溶剂的去污作用 193

(二)合成洗涤剂的去油污作用 195

1.碱和肥皂的去油污原理 195

2.合成洗涤剂的去油污作用 197

三、硅片表面无机杂质的清洗 201

(一)无机酸与杂质的反应 201

1.盐酸 201

2.硫酸 202

3.硝酸 204

(二)络合剂和螯合剂与杂质的反应 205

1.络合物简介 205

2.螯合物简介 208

3.王水的去污原理 211

4.氢氟酸的性质与作用 213

(三)氧化剂与杂质的反应 214

1.重铬酸钾的氧化作用 215

2.双氧水的氧化作用 216

(一)天然水中的杂质 220

一、纯水在半导体生产中的应用 220

第八章 纯水制备 220

(二)纯水的分类 221

(三)纯水在化学清洗中的作用 222

1.充当溶剂 222

2.起到冲刷表面的作用 223

二、离子交换法制备纯水的原理 223

(一)离子交换树脂简介 223

(二)离子交换原理 224

1.新离子交换树脂的预处理 226

(三)离子交换树脂的预处理和贮存 226

2.树脂贮存应注意的几个问题 227

(四)纯水制备的系统流程 228

1.常用系统流程的种类 228

2.阴离子交换柱为什么要放在阳离子交换柱之后 231

(五)失效树脂的再生 232

1.再生过程 233

2.再生剂的选择 234

2.流动测量法 235

(六)水的电阻率测定 235

1.静态测量法 235

三、电渗析法制备纯水的原理 236

(一)电渗析的原理 236

1.电渗析过程 236

2.离子交换膜的离子选择透过性 237

(二)影响电渗析器运行的主要问题 239

1.极化和沉淀 239

(三)高纯电渗析的原理 240

3.电能消耗 240

2.极区交换膜、电极板的腐蚀 240

1.离子交换树脂的作用 241

2.水的极化作用 241

3.高纯电渗析器的技术措施 242

4.高纯电渗析法制备纯水的优点 243

5.高纯电渗析法制备纯水存在的问题 243

3.生垢的原因和处理 244

2.纯化水的原理 244

1.渗透膜 244

四、反渗透法制备纯水的原理 244

4.存在的问题 245

第九章 引线封装化学原理 246

一、装架工艺化学原理 246

(一)银浆低温烧结 246

1.银浆配制 247

2.烧结的化学原理 247

1.金丝 248

(二)引线键合和焊接 248

2.铝丝 249

3.“脱键”的原因 249

二、陶瓷金属化 250

(一)钼锰法 251

(二)钛粉法 252

三、塑料封装的化学原理 253

(一)塑料的选择 253

1.合成原理 254

(二)环氧树脂 254

2.固化机理 255

3.环氧树脂的优良性能 256

(三)硅氧型高聚物 257

1.硅油 258

2.硅橡胶 259

3.硅树脂 260

(四)1，2-结构聚丁二烯 261

1.1，2-结构聚丁二烯的合成 261

2.固化机理 262

3.1，2-结构聚丁二烯模塑料的配制 262

4.1，2-结构聚丁二烯模塑料的应用 264

(五)聚酰亚胺 264

1.不熔性聚酰亚胺 264

2.可熔性聚酰亚胺 265

(六)聚苯二甲酸二丙烯酯 266

(七)塑料用填料的选择 268

一、电镀概述 270

第十章 电镀与化学镀 270

(一)电镀原理 271

(二)二亚硫酸二氨络金(Ⅰ)盐镀金 272

1.原理 273

2.工艺规范 274

3.镀液配制原理 274

4.电镀条件的选择 275

1.原理 277

(三)硫酸盐镀镍 277

2.工艺规范 280

3.电镀液的主要成分及其作用 280

(四)焦磷酸盐镀铜 283

1.原理 283

2.工艺规范 284

3.电镀液各成分的作用 284

4.工艺条件的影响 287

二、化学镀原理 287

1.次磷酸钠还原法 288

(一)化学镀镍 288

2.联氨还原法 291

(二)化学镀铜 292

1.原理 292

2.工艺规范 293

3.溶液各成分的作用 294

4.工艺条件的影响 295

三、水溶性涂料 295

(二)电泳涂装的原理 296

(一)水溶性涂料的机理 296

1.电泳 297

2.电沉积 297

3.电渗 297

4.电解 297

(三)水溶性涂料的优缺点 298

1.优点 298

2.缺点 298

附录 299

主要参考书 313