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