芯片制造 半导体工艺制程实用教程 第6版PDF电子书下载

第1章 半导体产业 1

1.1 引言 1

1.2 一个产业的诞生 1

1.3 固态时代 2

1.4 集成电路 2

1.5 工艺和产品趋势 4

1.6 半导体产业的构成 8

1.7 生产阶段 8

1.8 微芯片制造过程发展的60年 10

1.9 纳米时代 12

习题 13

参考文献 13

第2章 半导体材料和化学品的特性 14

2.1 引言 14

2.2 原子结构 14

2.3 元素周期表 15

2.4 电传导 17

2.5 绝缘体和电容器 17

2.6 本征半导体 18

2.7 掺杂半导体 18

2.8 电子和空穴传导 20

2.9 半导体生产材料 21

2.10 半导体化合物 22

2.11 锗化硅 23

2.12 衬底工程 23

2.13 铁电材料 23

2.14 金刚石半导体 23

2.15 工艺化学品 24

2.16 物质的状态 25

2.17 物质的性质 25

2.18 压力和真空 26

2.19 酸、碱和溶剂 27

2.20 化学纯化和清洗 28

习题 29

参考文献 29

第3章 晶体生长与硅晶圆制备 30

3.1 引言 30

3.2 半导体硅制备 30

3.3 晶体材料 31

3.4 晶体定向 32

3.5 晶体生长 33

3.6 晶体和晶圆质量 36

3.7 晶圆准备 37

3.8 切片 38

3.9 晶圆刻号 38

3.10 磨片 39

3.11 化学机械抛光 39

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 40

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 晶圆制造和封装概述 43

4.1 引言 43

4.2 晶圆生产的目标 43

4.3 晶圆术语 44

4.4 芯片术语 45

4.5 晶圆生产的基础工艺 46

4.6 薄膜工艺 46

4.7 晶圆制造实例 51

4.8 晶圆中测 54

4.9 集成电路的封装 54

4.10 小结 55

习题 55

参考文献 55

第5章 污染控制 56

5.1 引言 56

5.2 污染源 59

5.3 净化间的建设 64

5.4 净化间的物质与供给 73

5.5 净化间的维护 73

5.6 晶片表面清洗 74

习题 83

参考文献 83

第6章 生产能力和工艺良品率 85

6.1 引言 85

6.2 良品率测量点 85

6.3 累积晶圆生产良品率 86

6.4 晶圆生产良品率的制约因素 87

6.5 封装和最终测试良品率 95

6.6 整体工艺良品率 95

习题 96

参考文献 97

第7章 氧化 98

7.1 引言 98

7.2 二氧化硅层的用途 98

7.3 热氧化机制 100

7.4 氧化工艺 114

7.5 氧化后评估 115

习题 116

参考文献 116

第8章 十步图形化工艺流程——从表面制备到曝光 118

8.1 引言 118

8.2 光刻工艺概述 119

8.3 光刻十步法工艺过程 121

8.4 基本的光刻胶化学 122

8.5 光刻胶性能的要素 123

8.6 光刻胶的物理属性 128

8.7 光刻工艺：从表面准备到曝光 130

8.8 表面准备 130

8.9 涂光刻胶（旋转式） 132

8.10 软烘焙 136

8.11 对准和曝光 139

8.12 先进的光刻 145

习题 145

参考文献 145

第9章 十步图形化工艺流程——从显影到最终检验 147

9.1 引言 147

9.2 硬烘焙 151

9.3 刻蚀 154

9.4 湿法刻蚀 154

9.5 干法刻蚀 158

9.6 干法刻蚀中光刻胶的影响 162

9.7 光刻胶的去除 162

9.8 去胶的新挑战 165

9.9 最终目检 165

9.10 掩模版的制作 165

9.11 小结 167

习题 167

参考文献 168

第10章 下一代光刻技术 170

10.1 引言 170

10.2 下一代光刻工艺的挑战 170

10.3 其他曝光问题 175

10.4 其他解决方案及其挑战 178

10.5 晶圆表面问题 180

10.6 防反射涂层 181

10.7 高级光刻胶工艺 183

10.8 改进刻蚀工艺 193

10.9 自对准结构 193

10.10 刻蚀轮廓控制 194

习题 194

参考文献 195

第11章 掺杂 197

11.1 引言 197

11.2 扩散的概念 197

11.3 扩散形成的掺杂区和结 198

11.4 扩散工艺的步骤 200

11.5 淀积 200

11.6 推进氧化 203

11.7 离子注入简介 205

11.8 离子注入的概念 205

11.9 离子注入系统 206

11.10 离子注入区域的杂质浓度 211

11.11 离子注入层的评估 213

11.12 离子注入的应用 214

11.13 掺杂前景展望 215

习题 215

参考文献 215

第12章 薄膜淀积 217

12.1 引言 217

12.2 化学气相淀积基础 220

12.3 CVD的工艺步骤 222

12.4 CVD系统分类 222

12.5 常压CVD系统 222

12.6 低压化学气相淀积（LPCVD） 224

12.7 原子层淀积 227

12.8 气相外延 228

12.9 分子束外延 229

12.10 金属有机物CVD 230

12.11 淀积膜 231

12.12 淀积的半导体膜 231

12.13 外延硅 231

12.14 多晶硅和非晶硅淀积 235

12.15 SOS和SOI 236

12.16 在硅上生长砷化镓 236

12.17 绝缘体和绝缘介质 237

12.18 导体 239

习题 239

参考文献 239

第13章 金属化 241

13.1 引言 241

13.2 淀积方法 241

13.3 单层金属 241

13.4 多层金属设计 242

13.5 导体材料 244

13.6 金属塞 246

13.7 溅射淀积 246

13.8 电化学镀膜 252

13.9 化学机械工艺 253

13.10 CVD金属淀积 253

13.11 金属薄膜的用途 254

13.12 真空系统 254

习题 256

参考文献 256

第14章 工艺和器件的评估 257

14.1 引言 257

14.2 晶圆的电特性测量 257

14.3 工艺和器件评估 259

14.4 物理测试方法 260

14.5 层厚的测量 261

14.6 栅氧化层完整性电学测量 264

14.7 结深 265

14.8 污染物和缺陷检测 268

14.9 总体表面特征 274

14.10 污染认定 275

14.11 器件电学测量 277

习题 282

参考文献 283

第15章 晶圆制造中的商业因素 284

15.1 引言 284

15.2 晶圆制造的成本 285

15.3 自动化 291

15.4 工厂层次的自动化 294

15.5 设备标准 295

15.6 统计制程控制 296

15.7 库存控制 299

15.8 质量控制和ISO 9000认证 300

15.9 生产线组织架构 301

习题 302

参考文献 302

第16章 形成器件和集成电路的介绍 303

16.1 引言 303

16.2 半导体器件的形成 303

16.3 可替换MOSFET按比例缩小的挑战 313

16.4 集成电路的形成 315

16.5 Bi-MOS 322

16.6 超导体 322

习题 325

参考文献 325

第17章 集成电路的介绍 326

17.1 引言 326

17.2 电路基础 326

17.3 集成电路的类型 328

17.4 下一代产品 334

习题 336

参考文献 336

第18章 封装 337

18.1 引言 337

18.2 芯片的特性 338

18.3 封装功能和设计 339

18.4 引线键合工艺 342

18.5 凸点或焊球工艺示例 349

18.6 封装设计 355

18.7 封装类型和技术小结 361

习题 362

参考文献 362

术语表 363