芯片制造 半导体工艺制程实用教程 第5版PDF电子书下载

第1章 半导体工业 1

1.1 一个工业的诞生 1

1.2 固态时代 2

1.3 集成电路 2

1.4 工艺和产品趋势 4

1.5 特征图形尺寸的减小 5

1.6 芯片和晶圆尺寸的增大 5

1.7 缺陷密度的减小 6

1.8 内部连线水平的提高 6

1.9 SIA的发展方向 7

1.10 芯片成本 7

1.11 半导体工业的发展 8

1.12 半导体工业的构成 9

1.13 生产阶段 9

1.14 结型晶体管 11

1.15 工业发展的50年 12

1.16 纳米时代 13

习题 14

参考文献 14

第2章 半导体材料和化学品的性质 16

2.1 原子结构 16

2.2 元素周期表 17

2.3 电传导 19

2.4 绝缘体和电容器 19

2.5 本征半导体 20

2.6 掺杂半导体 20

2.7 电子和空穴传导 22

2.8 载流子迁移率 23

2.9 半导体产品材料 23

2.10 半导体化合物 23

2.11 锗化硅 24

2.12 衬底工程 25

2.13 铁电材料 25

2.14 金刚石半导体 25

2.15 工艺化学品 25

2.16 物质的状态 26

2.17 等离子体 26

2.18 物质的性质 27

2.19 压力和真空 28

2.20 酸，碱和溶剂 28

2.21 材料安全数据表 30

习题 30

参考文献 30

第3章 晶体生长与硅晶圆制备 31

3.1 简介 31

3.2 半导体硅制备 31

3.3 晶体材料 32

3.4 晶体定向 33

3.5 晶体生长 34

3.6 晶体和晶圆质量 36

3.7 晶圆准备 37

3.8 切片 39

3.9 晶圆刻号 39

3.10　磨片 39

3.11 化学机械抛光（CMP） 40

3.12 背面处理 40

3.13 双面抛光 40

3.14 边缘倒角和抛光 40

3.15 晶圆评估 41

3.16 氧化 41

3.17 包装 41

3.18 工程化晶圆（衬底） 41

习题 41

参考文献 42

第4章 晶圆制造概述 43

4.1 晶圆生产的目标 43

4.2 晶圆术语 44

4.3 晶圆生产的基础工艺 44

4.4 电路设计 48

4.5 光刻母版和掩模版 49

4.6 晶圆制造实例 50

4.7 芯片术语 53

4.8 晶圆中测 54

4.9 集成电路的封装 55

4.10 小结 56

习题 56

参考文献 56

第5章 污染控制 57

5.1 简介 57

5.2 问题 57

5.3 污染源 60

5.4 洁净室的建设 67

5.5 洁净室的物质与供给 75

5.6 洁净室的维护 75

5.7 芯片表面清洗 75

习题 84

参考文献 84

第6章 生产能力和工艺良品率 87

6.1 良品率测量点 87

6.2 累积晶圆生产良品率 88

6.3 晶圆生产良品率的制约因素 89

6.4 晶圆电测良品率要素 92

6.5 封装和最终测试良品率 97

6.6 整体工艺良品率 97

习题 98

参考文献 99

第7章 氧化 100

7.1 二氧化硅层的用途 100

7.2 热氧化机制 102

7.3 热氧化方法 106

7.4 水平管式反应炉 106

7.5 立式反应炉 111

7.6 快速升温反应炉 112

7.7 快速热处理（RTP） 112

7.8 高压氧化 114

7.9 氧化工艺的自动化 118

7.10 氧化前晶圆的清洗 118

7.11 氧化工艺 118

7.12 氧化后评估 119

习题 120

参考文献 121

第8章 基本图形化工艺流程——从表面准备到曝光 123

8.1　简介 123

8.2 光刻蚀工艺概述 124

8.3 光刻10步法 126

8.4 基本的光刻胶化学 127

8.5 光刻胶性能的要素 129

8.6 正胶和负胶的比较 131

8.7 光刻胶的物理属性 133

8.8 光刻工艺 135

8.9 表面准备 135

8.10 涂光刻胶（旋转式） 137

8.11 软烘焙 141

8.12 对准和曝光 144

8.13 先进的光刻 150

习题 150

参考文献 150

第9章 基本图形化工艺流程——从显影到最终检验 151

9.1 显影 151

9.2 硬烘焙 155

9.3 集成图形工艺 156

9.4 刻蚀 159

9.5 湿法刻蚀 159

9.6 干法刻蚀 163

9.7 光刻胶的去除 167

9.8 最终目检 169

9.9 掩模版制作 170

9.10 小结 171

习题 172

参考文献 172

第10章 高级光刻工艺 174

10.1 VLSI/ULSI集成电路图形处理过程中存在的问题 174

10.2 其他曝光问题 180

10.3 掩模版贴膜 183

10.4 晶圆表面问题 184

10.5 防反射涂层 185

10.6 平坦化 187

10.7 高级光刻胶工艺 187

10.8 CMP小结 195

10.9 改进刻蚀工艺 197

10.10 自对准结构 198

10.11 刻蚀轮廓控制 199

习题 199

参考文献 199

第11章 掺杂 202

11.1 简介 202

11.2 用扩散法形成掺杂区 202

11.3 扩散形成的掺杂区和结 203

11.4 扩散工艺的步骤 206

11.5 淀积 206

11.6 推进氧化 212

11.7 离子注入简介 214

11.8 离子注入的概念 215

11.9 离子注入系统 215

11.10 离子注入区域的杂质浓度 220

11.11 离子注入层的评估 222

11.12 离子注入的应用 223

11.13 掺杂前景展望 223

习题 224

参考文献 224

第12章 薄膜淀积 226

12.1 简介 226

12.2 化学气相淀积基础 228

12.3 CVD的工艺步骤 230

12.4 CVD系统分类 231

12.5 常压CVD系统 231

12.6 低压化学气相淀积（LPCVD） 233

12.7 原子层淀积 236

12.8 气相外延 236

12.9 分子束外延（MBE） 236

12.10 金属有机物CVD（MOCVD） 237

12.11 淀积膜 238

12.12 淀积的半导体膜 238

12.13 外延硅 238

12.14 多晶硅和非晶硅淀积 242

12.15 SOS和SOI 243

12.16 在硅上砷化镓 243

12.17 绝缘体和绝缘介质 244

12.18 导体 246

习题 246

参考文献 246

第13章 金属化 248

13.1 简介 248

13.2 导体-单层金属 248

13.3 导体-多层金属设计 249

13.4 导体 250

13.5 电化学镀膜（ECP） 256

13.6 化学机械工艺 256

13.7 金属薄膜的用途 257

13.8 淀积方法 258

13.9 真空泵 263

13.10 小结 266

习题 267

参考文献 267

第14章 工艺和器件评估 269

14.1 简介 269

14.2 晶圆的电特性测量 270

14.3 工艺和器件评估 271

14.4 物理测试方法 273

14.5 层厚的测量 273

14.6 结深 277

14.7 关键尺寸和线宽测量 279

14.8 污染物和缺陷检测 281

14.9 总体表面特征 285

14.10 污染认定 287

14.11 器件电学测量 289

习题 294

参考文献 294

第15章 晶圆加工中的商务因素 296

15.1 摩尔定律和新晶圆工厂经济 296

15.2 晶圆制造的成本 297

15.3 设备 302

15.4 拥有成本 303

15.5 自动化 304

15.6 工厂层次的自动化 306

15.7 设备标准 307

15.8 统计制程控制（SPC） 308

15.9 库存控制 311

15.10 质量控制和ISO 9000认证 312

15.11 生产线组织 312

习题 313

参考文献 314

第16章 形成器件和集成电路的介绍 315

16.1 半导体器件的形成 315

16.2 可替换（按比例缩小）的晶体管设计 325

16.3 集成电路的形成 326

16.4 Bi-MOS 334

16.5 超导体 334

习题 339

参考文献 339

第17章 集成电路的介绍 341

17.1 简介 341

17.2 电路基础 342

17.3 集成电路的类型 343

17.4 下一代产品 348

习题 349

参考文献 349

第18章 封装 350

18.1 简介 350

18.2 芯片的特性 351

18.3 封装功能和设计 352

18.4 封装操作工艺的概述 353

18.5 封装工艺 356

18.6 替代工艺 361

18.7 转到封装区域 362

18.8 封装工艺流程 368

18.9 封装-裸芯片策略 368

18.10 封装设计 369

18.11 封装类型和技术小结 373

习题 373

参考文献 374

术语表 375