集成电路制造工艺PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1微电子器件工艺的发展历史 1

1.2集成电路的发展历史 2

1.3集成电路制造工艺实例 3

1.3.1硅外延平面晶体管工艺流程 4

1.3.2双极型集成电路生产工艺流程 5

1.3.3 MOS器件工艺流程 6

第2章 硅的晶体结构和硅单晶体制备 7

2.1硅的晶体结构 7

2.2硅晶体中的缺陷和杂质 9

2.2.1点缺陷 9

2.2.2线缺陷 10

2.2.3面缺陷或体缺陷 10

2.2.4硅中杂质 10

2.3硅单晶体制备 11

2.3.1多晶硅的制备 11

2.3.2单晶硅的制备 13

2.3.3单晶硅性能测试 16

2.4硅单晶的加工及质量要求 19

2.4.1单晶硅的切割 19

2.4.2硅单晶片的研磨 21

2.4.3硅单晶片的倒角 22

2.4.4硅单晶片的抛光 22

2.5习题 23

第3章 氧化及热处理 24

3.1二氧化硅的结构、性质和用途 24

3.1.1二氧化硅的结构 24

3.1.2二氧化硅的性质 26

3.1.3二氧化硅的用途 27

3.2硅的热氧化 28

3.2.1热氧化原理 28

3.2.2热氧化方法 31

3.2.3热氧化设备简介 33

3.3二氧化硅生长的其他方法 35

3.3.1热分解淀积二氧化硅膜 35

3.3.2其他制备二氧化硅的方法 36

3.4二氧化硅膜质量控制 37

3.4.1二氧化硅膜的质量要求 37

3.4.2二氧化硅质量检验 37

3.5热处理 40

3.5.1退火 40

3.5.2硅化反应 41

3.5.3熔流 41

3.5.4固化 41

3.5.5快速热处理 42

3.6习题 42

第4章 掺杂 43

4.1扩散原理及模型 43

4.1.1扩散原理 43

4.1.2扩散模型 44

4.2扩散方法 46

4.2.1液态源扩散 47

4.2.2固态源扩散 49

4.2.3箱法扩散 50

4.2.4固-固扩散 51

4.2.5其他扩散方法 52

4.3扩散层参数测量和质量分析 53

4.3.1扩散薄层电阻 53

4.3.2结深（xj）计算和测量 55

4.3.3扩散中常见的质量问题 57

4.4离子注入 61

4.4.1离子注入技术的工艺特点 61

4.4.2离子注入原理 62

4.4.3离子注入设备 63

4.4.4离子注入工艺技术 67

4.5习题 69

第5章 光刻 70

5.1光刻的工艺要求 70

5.2光刻胶的组成材料及感光原理 71

5.2.1光刻胶的组成材料 71

5.2.2光刻胶的配制 73

5.2.3感光原理 73

5.3光刻工艺 74

5.3.1衬底材料的检查与处理 74

5.3.2.增粘处理 75

5.3.3涂胶 75

5.3.4前烘 75

5.3.5曝光 76

5.3.6显影 80

5.3.7坚膜 81

5.3.8光刻工艺流程示意图 81

5.4光刻质量分析 81

5.4.1溶胶 82

5.4.2小岛 82

5.4.3针孔 82

5.5习题 83

第6章 刻蚀 84

6.1超大规模集成电路对图形转移的要求 84

6.2湿法刻蚀 85

6.2.1二氧化硅湿法刻蚀 86

6.2.2铝刻蚀 87

6.2.3硅的刻蚀 87

6.2.4氮化硅刻蚀 88

6.2.5钝化膜（Poly-P）刻蚀 88

6.2.6镍铬的刻蚀 88

6.3干法刻蚀 89

6.3.1干法刻蚀的原理 89

6.3.2二氧化硅的干法刻蚀 90

6.3.3氮化硅的干法刻蚀 92

6.3.4多晶硅化金属（Polycide）的刻蚀 92

6.3.5铝及铝合金的刻蚀 93

6.3.6钨的回蚀 94

6.3.7干法刻蚀的其他用途 94

6.3.8各种干法刻蚀的比较 94

6.3.9干法刻蚀设备简介 95

6.4砷化镓的刻蚀 96

6.5去胶 96

6.6终点检测 98

6.6.1终点检测方法 98

6.6.2刻蚀的损伤 99

6.7习题 99

第7章 化学气相淀积 101

7.1化学气相淀积原理 101

7.2 CVD方法及反应室 103

7.2.1常压及亚常压CVD淀积法及反应室 103

7.2.2低压CVD淀积及反应室 104

7.2.3等离子体增强型淀积及反应室 105

7.3 SiO2、多晶硅、硅化钨、PSG、BPSG膜 106

7.4外延 109

7.4.1外延原理 110

7.4.2外延生长工艺 112

7.4.3外延生长方法 115

7.4.4外延生长操作步骤 118

7.4.5外延生长装置 119

7.4.6外延层参数测量 120

7.4.7外延层质量讨论 122

7.5习题 124

第8章 物理气相淀积 125

8.1热丝蒸发 125

8.1.1真空钨丝蒸发 125

8.1.2电子束蒸发 131

8.2溅射 134

8.2.1溅射工作原理 134

8.2.2溅射方式 135

8.3习题 137

第9章 制版 138

9.1透镜成像原理 138

9.1.1透镜的种类及成像的规律 138

9.1.2透镜成像公式 140

9.2制版工艺流程 140

9.2.1初缩照相 141

9.2.2精缩照相 142

9.2.3显影 144

9.2.4定影 146

9.2.5加厚与减薄 148

9.2.6复印 148

9.3掩膜版制备 150

9.3.1超微粒干版 150

9.3.2铬版 153

9.3.3氧化铁版 154

9.4计算机辅助制版 155

9.4.1原图数据产生 155

9.4.2图形发生 157

9.5习题 158

第10章 金属化与平坦化 160

10.1欧姆接触 160

10.2布线技术 161

10.3平坦化 163

10.3.1旋涂玻璃法 164

10.3.2化学机械抛光法 165

10.4习题 167

第11章 洁净技术 168

11.1洁净技术的等级标准 168

11.1.1美国标准 168

11.1.2我国标准 169

11.2尘埃来源 170

11.3尘埃测量 170

11.4净化设备 172

11.4.1空气过滤器 172

11.4.2洁净工作台 173

11.5洁净工作室 174

11.5.1洁净工作室分类及特点 174

11.5.2洁净室内除尘设备 176

11.5.3洁净室工作人员注意事项 177

11.6习题 177

第12章 去离子水制备及废水处理 178

12.1去离子水的制备 178

12.1.1去离子水生产流程 178

12.1.2离子交换原理 179

12.1.3反渗透原理 180

12.1.4电渗析原理 180

12.1.5制备去离子水应注意事项 181

12.2废水处理 182

12.2.1废水的来源与特性 182

12.2.2废水处理方法 182

12.2.3废水处理注意事项 184

12.3超纯气体与化学试剂纯度 184

12.4习题 185

第13章 组装工艺 186

13.1减薄与划片 186

13.1.1背面减薄和蒸金 186

13.1.2划片 186

13.2装片与烧结 188

13.2.1装片所选用材料和要求 188

13.2.2工艺过程及原理 189

13.2.3装片与烧结的质量要求和分析 191

13.3内引线焊接工艺 192

13.3.1焊接用的引线材料 192

13.3.2键合方式 193

13.3.3键合质量要求和分析 196

13.4表面涂敷 198

13.5封装 199

13.5.1玻璃封装 199

13.5.2.金属封装 199

13.5.3塑料封装 201

13.5.4陶瓷封装 202

13.5.5.表面安装技术 205

13.5.6封装的质量要求和分析 206

13.6测试 208

13.6.1半导体器件测试 209

13.6.2集成电路测试 209

13.7习题 210

第14章 器件的可靠性 211

14.1可靠性的基本概念 211

14.1.1可靠性的定义 211

14.1.2影响可靠性的因素 212

14.1.3失效的规律及简单计算 212

14.2工艺筛选 215

14.2.1工艺筛选目的 215

14.2.2工艺筛选总类 215

14.2.3工艺筛选项目确定 216

14.2.4工艺筛选的注意事项 216

14.3可靠性试验 216

14.3.1环境试验 217

14.3.2寿命试验 220

14.3.3特殊试验 221

14.4半导体器件失效分析 221

14.4.1失效分析的目的和步骤 221

14.4.2常见的失效模式 222

14.4.3失效的原因分析 223

14.5提高器件可靠性的措施 226

14.5.1在版图设计中提高可靠性 227

14.5.2工艺中提高器件可靠性 227

14.6习题 228

第15章 ULSI工艺总汇 229

15.1 CMOS集成电路 229

15.2双极型集成电路（TTL） 234

15.2.1标准双极工艺 234

15.2.2自对准双极机构 236

15.2.3 STTL集成电路 237

15.3 BiCMOS工艺 238

15.3.1以CMOS工艺为基础的BiCMOS工艺 238

15.3.2双阱BiCMOS工艺 239

15.4砷化镓集成电路 241

15.4.1砷化镓集成电路工艺流程 241

15.4.2主要工艺参数的选取 241

附录 243

附录A 常用清洗腐蚀剂 243

附录B 半导体工艺常用单位与换算 244

附录C 室温（300K）下锗、硅的物理性质 245

附录D 常用金属的主要物理性质 245

附录E 物理常数 246

附录F 常用半导体和绝缘体介质的电学特性 246

附录G 部分常用材料的性质 247

附录H 气体的安全使用常识 247

附录Ⅰ 有机溶剂及酸、碱的安全使用常识 248

附录J 缩略语及物理量 249

参考文献 254