半导体芯片制造技术PDF电子书下载

第1章 半导体芯片制造概述 1

1.1半导体工业发展概述 1

1.2半导体材料基础 3

1.2.1半导体材料的基本性质 3

1.2.2半导体材料分类 4

1.2.3晶体 6

1.3半导体生产污染控制 9

1.3.1污染物的种类 9

1.3.2污染物引起的问题 9

1.3.3超净间的建设 10

1.3.4超净间标准 11

1.3.5超净间的维护 12

1.4纯水的制备 12

1.4.1纯水在半导体生产中的应用 12

1.4.2离子交换制备纯水 13

1.4.3水的纯度测量 15

小结 15

第2章 多晶半导体的制备 16

2.1工业硅的生产 16

2.1.1硅的简介 16

2.1.2工业硅的制备 16

2.2三氯氢硅还原制备高纯硅 17

2.2.1原料的制备 17

2.2.2三氯氢硅的合成及提纯 18

2.2.3三氯氢硅还原 20

2.2.4还原尾气干法分离回收 21

2.3硅烷热分解法制备高纯硅 21

2.3.1硅烷概述 21

2.3.2硅烷的制备及提纯 22

2.3.3硅烷热分解 22

小结 23

第3章 单晶半导体的制备 24

3.1单晶硅的基本知识 24

3.1.1晶体的熔化和凝固 24

3.1.2结晶过程的宏观特征 25

3.1.3结晶过程热力学 25

3.1.4晶核的形成 25

3.1.5二维晶核的形成 27

3.1.6晶体的长大 27

3.2直拉法制备单晶硅的设备及材料 28

3.2.1直拉法制备单晶硅的设备 28

3.2.2直拉单晶硅前的材料准备 31

3.2.3直拉单晶硅前的材料清洁处理 34

3.3直拉单晶硅的工艺流程 35

3.3.1装炉前的准备 35

3.3.2装炉 35

3.3.3熔硅 35

3.3.4引晶 36

3.3.5缩颈 37

3.3.6放肩和转肩 37

3.3.7等径生长 37

3.3.8收尾 38

3.3.9停炉 38

3.4拉单晶过程中的异常情况及晶棒检测 38

3.4.1拉单晶过程中的异常情况 38

3.4.2晶棒检测 40

3.4.3硅晶体中杂质的均匀性分析 41

3.5悬浮区熔法制备单晶硅 45

3.6化合物半导体单晶的制备 47

3.6.1 Ⅲ- V族化合物半导体单晶的制备 47

3.6.2 Ⅱ -Ⅵ族化合物半导体单晶的制备 49

小结 50

第4章 晶圆制备 51

4.1晶圆制备工艺 51

4.1.1截断 51

4.1.2直径滚磨 51

4.1.3磨定位面 52

4.1.4切片 52

4.1.5磨片 54

4.1.6倒角 55

4.1.7抛光 55

4.2晶圆的清洗、质量检测及包装 58

4.2.1晶圆的清洗 58

4.2.2晶圆的质量检测 59

4.2.3包装 60

4.2.4追求更大直径晶圆的原因 60

小结 61

第5章 薄膜制备 62

5.1氧化法制备二氧化硅膜 62

5.1.1二氧化硅的性质 62

5.1.2二氧化硅的作用 63

5.1.3热氧化法制备二氧化硅膜 63

5.1.4二氧化硅膜的检测 65

5.2化学气相沉积法制备薄膜 67

5.2.1化学气相沉积概述 67

5.2.2化学气相沉积的主要反应类型 67

5.2.3化学气相沉积反应的激活能 69

5.2.4几种薄膜的CVD制备 70

5.3物理气相沉积法制备薄膜 71

5.4金属化及平坦化 72

5.4.1金属化 72

5.4.2平坦化 74

小结 76

第6章 金属有机物化学气相沉积 77

6.1金属有机物化学气相沉积概述 77

6.1.1金属有机物化学气相沉积简介 77

6.1.2金属有机物化学气相沉积反应机理 77

6.2金属有机物化学气相沉积设备 80

6.2.1金属有机物化学气相沉积设备的组成 80

6.2.2典型设备的介绍 81

6.3金属有机物化学气相沉积工艺控制和半导体薄膜的生长 85

6.4金属有机物化学气相沉积生长的半导体薄膜质量检测 87

6.4.1 X射线衍射 87

6.4.2光致发光 87

6.4.3原子力显微镜 88

6.4.4扫描电子显微镜 89

6.4.5 Hall效应测试 89

小结 89

第7章 光刻 90

7.1光刻概述 90

7.1.1光刻的特点及要求 90

7.1.2光刻胶 91

7.1.3光刻板 93

7.1.4曝光方式 93

7.2光刻工艺 96

7.2.1光刻前的晶圆处理 96

7.2.2涂光刻胶 97

7.2.3前烘 98

7.2.4对准 99

7.2.5曝光 100

7.2.6显影 102

7.2.7检查 104

7.2.8坚膜 105

7.2.9刻蚀 105

7.2.10去胶 105

小结 106

第8章 刻蚀 107

8.1刻蚀技术概述 107

8.1.1刻蚀技术的发展 107

8.1.2刻蚀工艺 107

8.1.3刻蚀参数 108

8.1.4超大规模集成电路对图形转移的要求 110

8.2干法刻蚀 111

8.2.1刻蚀作用 112

8.2.2电势分布 113

8.3等离子体刻蚀 114

8.3.1等离子体的形成 114

8.3.2常见薄膜的等离子刻蚀 115

8.3.3等离子体刻蚀设备 119

8.4反应离子刻蚀与离子束溅射刻蚀 120

8.4.1反应离子刻蚀 120

8.4.2离子束溅射刻蚀 121

8.5湿法刻蚀 122

8.5.1硅的湿法刻蚀 122

8.5.2二氧化硅的湿法刻蚀 123

8.5.3氮化硅的湿法刻蚀 124

8.5.4铝的湿法刻蚀 124

小结 125

第9章 掺杂 126

9.1热扩散 126

9.1.1扩散概述 126

9.1.2扩散形式 126

9.1.3常用杂质的扩散方法 127

9.1.4杂质扩散后结深和方块电阻的测量 128

9.2离子注入技术 131

9.2.1离子注入技术概述 131

9.2.2离子注入设备 132

9.2.3注入离子的浓度分布与退火 134

小结 136

第10章 封装 137

10.1封装概述 137

10.1.1封装的作用 137

10.1.2封装的分类 137

10.1.3常见的封装形式 138

10.2封装工艺 139

10.2.1封装工艺流程 139

10.2.2封装材料 140

10.3互连方法 142

10.3.1引线键合 142

10.3.2载带自动键合 144

10.3.3倒装芯片 146

10.4先进封装方法 149

10.4.1多芯片组件 149

10.4.2三维封装 149

10.4.3芯片尺寸封装 150

10.4.4系统级封装 151

小结 151

参考文献 152