半导体制造基础PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1 半导体材料 1

1.2 半导体器件 2

1.3 半导体工艺技术 5

1.3.1 关键半导体技术 5

1.3.2 技术趋势 8

1.4 基本制造步骤 10

1.4.1 氧化 10

1.4.2 光刻和刻蚀 10

1.4.3 扩散和离子注入 12

1.4.4 金属化 12

1.5 小结 12

参考文献 13

第2章 晶体生长 15

2.1 从熔体生长硅单晶 15

2.1.1 初始原料 16

2.1.2 Czochralski法 16

2.1.3 杂质分布 17

2.1.4 有效分凝系数 19

2.2 硅悬浮区熔法 20

2.3 GaAs晶体生长技术 24

2.3.1 初始材料 24

2.3.2 晶体生长技术 26

2.4 材料特征 27

2.4.1 晶片整形 27

2.4.2 晶体特征 29

2.5 小结 33

参考文献 34

习题 34

第3章 硅氧化 36

3.1 热氧化方法 36

3.1.1 生长动力学 37

3.1.2 薄氧化层生长 43

3.2 氧化过程中杂质再分布 43

3.3 二氧化硅掩模特性 45

3.4 氧化层质量 46

3.5 氧化层厚度表征 47

3.6 氧化模拟 49

3.7 小结 51

参考文献 51

习题 51

第4章 光刻 53

4.1 光学光刻 53

4.1.1 超净间 53

4.1.2 曝光设备 55

4.1.3 掩模 58

4.1.4 光致抗蚀剂 60

4.1.5 图形转移 61

4.1.6 分辨率增强工艺 63

4.2 下一代光刻方法 64

4.2.1 电子束光刻 65

4.2.2 极短紫外光刻 68

4.2.3 X射线光刻 69

4.2.4 离子束光刻 70

4.2.5 各种光刻方法比较 70

4.3 光刻模拟 71

4.4 小结 73

参考文献 74

习题 74

第5章 刻蚀 76

5.1 湿法化学腐蚀 76

5.1.1 硅的腐蚀 77

5.1.2 氧化硅的腐蚀 78

5.1.3 氮化硅和多晶硅的腐蚀 78

5.1.4 铝的腐蚀 78

5.1.5 砷化镓的腐蚀 79

5.2 干法刻蚀 80

5.2.1 等离子体原理 80

5.2.2 刻蚀机制、等离子体诊断和刻蚀终点控制 81

5.2.3 反应等离子刻蚀技术和设备 83

5.2.4 反应离子刻蚀应用 86

5.3 刻蚀模拟 89

5.4 小结 91

参考文献 91

习题 91

第6章 扩散 93

6.1 基本扩散工艺 94

6.1.1 扩散方程 94

6.1.2 扩散分布 96

6.1.3 扩散层测定 100

6.2 非本征扩散 101

6.2.1 与浓度相关的扩散系数 102

6.2.2 扩散分布 104

6.3 横向扩散 105

6.4 扩散模拟 106

6.5 小结 108

参考文献 108

习题 109

第7章 离子注入 110

7.1 注入离子的种类范围 110

7.1.1 离子分布 111

7.1.2 离子中止 112

7.1.3 离子沟道效应 115

7.2 注入损伤和退火 117

7.2.1 注入损伤 117

7.2.2 退火 118

7.3 与离子注入有关的工艺 120

7.3.1 多次注入和掩模 120

7.3.2 倾角离子注入 122

7.3.3 高能注入和大束流注入 123

7.4 离子注入模拟 124

7.5 小结 125

参考文献 126

习题 126

第8章 薄膜淀积 128

8.1 外延生长工艺 128

8.1.1 化学气相淀积 128

8.1.2 分子束外延 132

8.2 外延层结构和缺陷 135

8.2.1 晶格匹配和应变层外延 135

8.2.2 外延层中的缺陷 137

8.3 电介质淀积 138

8.3.1 二氧化硅 139

8.3.2 氮化硅 143

8.3.3 低介质常数材料 144

8.3.4 高介质常数材料 145

8.4 多晶硅淀积 146

8.5 金属化 148

8.5.1 物理气相淀积 148

8.5.2 化学气相淀积 149

8.5.3 铝的金属化 150

8.5.4 铜的金属化 153

8.5.5 硅化物 155

8.6 淀积模拟 156

8.7 小结 158

参考文献 159

习题 160

第9章 工艺集成 162

9.1 无源元件 163

9.1.1 集成电路电阻器 163

9.1.2 集成电路电容器 165

9.1.3 集成电路电感器 166

9.2 双极晶体管技术 168

9.2.1 基本制造过程 168

9.2.2 介质隔离 171

9.2.3 自对准双层多晶硅双极晶体管结构 172

9.3 MOS场效应晶体管技术 173

9.3.1 基本制造工艺 174

9.3.2 存储器件 176

9.3.3 CMOS技术 179

9.3.4 BiCMOS技术 185

9.4 MESFET技术 187

9.5 MEMS技术 189

9.5.1 体形微加工 190

9.5.2 表面微加工 190

9.5.3 LIGA工艺 190

9.6 工艺模拟 193

9.7 小结 197

参考文献 198

习题 199

第10章 IC制造 201

10.1 电学测试 202

10.1.1 测试结构 202

10.1.2 终结测试 203

10.2 封装 204

10.2.1 芯片分离 204

10.2.2 封装类型 205

10.2.3 贴附方法学 206

10.3 统计过程控制 210

10.3.1 品质控制图 210

10.3.2 变量控制图 212

10.4 统计实验设计 214

10.4.1 比较分布 214

10.4.2 方差分析 216

10.4.3 因子设计 218

10.5 成品率 221

10.5.1 功能成品率 221

10.5.2 参数成品率 225

10.6 计算机集成制造 226

10.7 小结 228

参考文献 228

习题 228

第11章 未来趋势和挑战 230

11.1 集成挑战 230

11.1.1 超浅结的形成 230

11.1.2 超薄氧化层 231

11.1.3 硅化物的形成 231

11.1.4 互连新材料 231

11.1.5 功耗极限 231

11.1.6 SOI集成 232

11.2 系统芯片 233

11.3 小结 234

参考文献 235

习题 235

附录A 符号表 236

附录B 国际单位制 237

附录C 单位词头 238

附录D 希腊字母表 239

附录E 物理常数 240

附录F 300K时Si和GaAs的性质 241

附录G 误差函数的一些性质 242

附录H 气体基本动力学理论 245

附录I SUPREM命令 247

附录J 运行PROLITH 250

附录K t分布的百分点 251

附录L F分布的百分点 252

索引 257