第1篇 综述与题材 1
第1章 微电子制造引论 2
1.1 微电子工艺：一个简单的例子 4
1.2 单项工艺与工艺技术 6
1.3 本课程教程 7
1.4 小结 8
第2章 半导体衬底 9
2.1 相图和固溶度° 9
2.2 结晶学和晶体结构° 12
2.3 晶体缺陷 14
2.4 直拉法（Czochralski法）单晶生长 19
2.5 Bridgman法生长GaAs 27
2.6 区熔法单晶生长 28
2.7 圆片的制备和规格 30
2.8 小结及未来趋势 32
习题 32
参考文献 33
第2篇 单项工艺1：热处理和离子注入 37
第3章 扩散 38
3.1 一维费克扩散方程 38
3.2 扩散的原子模型 40
3.3 费克定律的分析解 44
3.4 简单理论的修正 46
3.5 常见杂质的扩散系数 47
3.6 扩散分布的分析 51
3.7 SiO2中的扩散 58
3.8 扩散系统 59
3.9 扩散分布的SUPREM模拟 60
3.10 小结 63
习题 63
参考文献 64
第4章 热氧化 66
4.1 迪尔和格罗夫氧化模型 66
4.2 线性和抛物线速率系数 68
4.3 初始阶段的氧化 71
4.4 SiO2的结构 73
4.5 SiO2的特性 75
4.6 掺杂杂质对氧化和多晶氧化过程的影响 81
4.7 氧化诱生堆垛层错 85
4.8 替代的栅绝缘层＋ 86
4.9 氧化系统 88
4.10 SUPREM氧化＋ 90
4.11 小结 92
习题 93
参考文献 94
第5章 离子注入 97
5.1 理想化的离子注入系统 97
5.2 库仑散射° 103
5.3 垂直投影射程 104
5.4 沟道效应和横向投影射程 109
5.5 注入损伤 110
5.6 浅结的形成＋ 114
5.7 埋层介质＋ 116
5.8 离子注入系统的问题和关注点 117
5.9 用SUPREM模拟注入的分布＋ 120
5.10 小结 121
习题 121
参考文献 122
第6章 快速热处理 125
6.1 灰体辐射，热交换和光吸收° 126
6.2 高强度光源和反应腔设计 127
6.3 温度测量 131
6.4 热塑应力° 134
6.5 杂质的快速热激活 136
6.6 介质的快速热加工 138
6.7 硅化物和接触的形成 140
6.8 其他的快速热处理系统 141
6.9 小结 142
习题 142
参考文献 143
第3篇 单元工艺2：图形转移 149
第7章 光学光刻 150
7.1 光学光刻概述 150
7.2 衍射° 154
7.3 调制传输函数和光学曝光 157
7.4 光源系统和空间相干 158
7.5 接触式／接近式光刻机 163
7.6 投影光刻机 166
7.7 先进掩模概念＋ 172
7.8 表面反射和驻波 174
7.9 对准 177
7.10 小结 178
习题*178+++参考文献 179
第8章 光刻胶 181
8.1 光刻胶类型 181
8.2 有机材料和聚合物° 181
8.3 DQN正胶的典型反应 184
8.4 对比度曲线 186
8.5 临界调制传输函数 189
8.6 光刻胶的涂敷和显影 189
8.7 二级曝光效应 194
8.8 先进的光刻胶和光刻胶工艺＋ 196
8.9 小结 200
习题 200
参考文献 201
第9章 非光学光刻技术＋ 204
9.1 高能束与物体之间的相互作用° 204
9.2 直写电子束光刻系统 207
9.3 直写电子束光刻概要和展望 215
9.4 X射线源° 216
9.5 接近式X射线系统 219
9.6 薄膜型掩模版 222
9.7 投影式X射线光刻 225
9.8 投影电子束光刻（SCALPEL） 226
9.9 电子束和X射线光刻胶 228
9.10 MOS器件中的辐射损伤 230
9.11 小结 231
习题 232
参考文献 232
第10章 真空科学和等离子体 237
10.1 气体动力学理论° 237
10.2 气体流动及导率 239
10.3 压力范围和真空泵 241
10.4 真空密封和压力测量 248
10.5 直流辉光放电° 250
10.6 射频放电 252
10.7 高密度等离子体 253
10.8 小结 256
习题 256
参考文献 258
第11章 刻蚀 259
11.1 湿法刻蚀 260
11.2 化学机械抛光 265
11.3 等离子刻蚀基本分类 267
11.4 高压等离子刻蚀 267
11.5 离子铣 275
11.6 反应离子刻蚀 278
11.7 反应离子刻蚀中的损伤十 281
11.8 高密度等离子体（HDP）刻蚀 282
11.9 剥离技术 284
11.10 小结 285
习题 286
参考文献 286
第4篇 单项工艺3：薄膜 293
第12章 物理淀积：蒸发和溅射 294
12.1 相图：升华和蒸发° 295
12.2 淀积速率 296
12.3 台阶覆盖 300
12.4 蒸发系统：坩锅加热技术 301
12.5 多组分薄膜 303
12.6 溅射简介 304
12.7 溅射物理° 305
12.8 淀积速率：溅射产额 307
12.9 高密度等离子溅射 310
12.10 形貌和台阶覆盖 312
12.11 溅射方法 315
12.12 特殊材料溅射 317
12.13 淀积膜内的应力 320
12.14 小结 320
习题 321
参考文献 322
第13章 化学气相淀积 326
13.1 一种简单的硅淀积CVD系统 326
13.2 化学平衡和质量作用定律° 327
13.3 气体流动和边界层° 331
13.4 简单CVD系统评价 335
13.5 常压介质CVD 337
13.6 热壁系统中的介质和半导体低压CVD 338
13.7 介质的等离子体增强化学气相淀积（PECVD） 344
13.8 金属CVD＋ 348
13.9 小结 352
习题 352
参考文献 353
第14章 外延生长 357
14.1 圆片清洗和自然氧化物去除 358
14.2 气相外延生长的热动力学 361
14.3 表面反应 365
14.4 掺杂剂的引入 366
14.5 外延生长缺陷 367
14.6 选择性生长＋ 369
14.7 卤化物输运GaAs气相外延 370
14.8 不共度和应变异质外延 371
14.9 金属有机物化学气相淀积（MOCVD） 375
14.10 先进的硅气相外延生长技术 380
14.11 分子束外延技术 383
14.12 BCF理论＋ 388
14.13 气态源MBE和化学束外延＋ 392
14.14 小结 393
习题 393
参考文献 394
第5篇 工艺集成 399
第15章 器件隔离、接触和金属化 401
15.1 PN结隔离和氧化物隔离 401
15.2 LOCOS（硅的局部氧化）技术 405
15.3 沟槽隔离 409
15.4 绝缘体上硅隔离技术 413
15.5 半绝缘衬底 414
15.6 肖特基接触 417
15.7 注入形成的欧姆接触 421
15.8 合金接触 426
15.9 多层金属化 427
15.10 平坦化和先进的互连工艺 432
15.11 小结 436
习题 438
参考文献 439
第16章 CMOS技术 444
16.1 基本长沟道器件特性 444
16.2 早期MOS工艺技术 447
16.3 基本的3um工艺技术 448
16.4 器件等比例缩小 453
16.5 热载流子效应和漏极工程 461
16.6 用于坚固氧化物的工艺 465
16.7 闩锁效应 466
16.8 浅源/漏和特定沟道掺杂 469
16.9 小结 471
习题 471
参考文献 474
第17章 GSAS工艺技术 478
17.1 基本的MESFET工作原理 478
17.2 基本的MESFET工艺技术 479
17.3 数字电路工艺技术 481
17.4 单片微波集成电路技术 487
17.5 调制掺杂场效应晶体管（MODFETs） 491
17.6 光电子器件 492
17.7 小结 495
习题 495
参考文献 496
第18章 硅双极型工艺技术 498
18.1 双极型器件回顾；理想与准理想特性 498
18.2 二阶效应 499
18.3 双极型晶体管的性能 501
18.4 早期的双极型工艺技术 505
18.5 先进的双极型工艺技术 508
18.6 双极型晶体管中的热载流子效应 517
18.7 双极一CMOS兼容工艺技术（BiCMOS） 518
18.8 模拟双极型工艺技术 522
18.9 小结 524
习题 524
参考文献 526
第19章 微机电系统 530
19.1 力学基础知识 531
19.2 薄膜中的应力 533
19.3 机械量到电量的变换 534
19.4 常见MEMS器件力学性质 539
19.5 体微机械制造中的刻蚀技术 542
19.6 体微机械工艺流程 550
19.7 表面微机械制造基础 555
19.8 表面微机械加工工艺流程 559
19.9 MEMS执行器 562
19.10 大高宽比的微系统技术 566
19.11 小结 568
习题 569
参考文献 570
第20章 集成电路制造 574
20.1 成品率的预测和追踪 575
20.2 颗粒控制 580
20.3 统计过程控制 582
20.4 全因素试验和ANOVA 584
20.5 试验设计 587
20.6 计算机集成制造 590
20.7 小结 592
习题 593
参考文献 593
附录A 缩写与通用符号 595
附录B 部分半导体材料性质 602
附录C 物理常数 603
附录D 单位转换因子 605
附录E 误差函数的一些性质 608
附录F F数 612
附录G SUPREM指令 614