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店铺： 布克专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121260834

商品编码：11956779820

包装：平装

开本：16

出版时间：2015-06-01

商品参数

国外电子与通信教材系列 半导体制造技术
	定价	79.00
	出版社	电子工业出版社
	版次	1
	出版时间	2015年06月
	开本	16开
	作者	（美）夸克，（美）瑟达，韩郑生　等译
	装帧	平装
	页数	0
	字数	0
	ISBN编码	9787121260834

内容介绍
　　本书详细追述了半导体发展的历史并吸收了各种新技术资料，学术界和工业界对本书的评价都很高。全书共分20章，根据应用于半导体制造的主要技术分类来安排章节，包括与半导体制造相关的基础技术信息；总体流程图的工艺模型概况，用流程图将硅片制造的主要领域连接起来；具体讲解每一个主要工艺；集成电路装配和封装的后部工艺概况。此外，各章为读者提供了关于质量测量和故障排除的问题，这些都是会在硅片制造中遇到的实际问题。

目录

第1章 半导体产业介绍

目标

1.1 引言

1.2 产业的发展

1.3 电路集成

1.4 集成电路制造

1.5 半导体趋势

1.6 电子时代

1.7 在半导体制造业中的职业

1.8 小结

第2章 半导体材料特性

目标

2.1 引言

2.2 原子结构

2.3 周期表

2.4 材料分类

2.5 硅

2.6 可选择的半导体材料

2.7 小结

第3章 器件技术

目标

3.1 引言

3.2 电路类型

3.3 无源元件结构

3.4 有源元件结构

3.5 CMOS器件的闩锁效应

3.6 集成电路产品

3.7 小结

第4章 硅和硅片制备

目标

4.1 引言

4.2 半导体级硅

4.3 晶体结构

4.4 晶向

4.5 单晶硅生长

4.6 硅中的晶体缺陷

4.7 硅片制备

4.8 质量测量

4.9 外延层

4.10 小结

第5章 半导体制造中的化学品

目标

5.1 引言

5.2 物质形态

5.3 材料的属性

5.4 工艺用化学品

5.5 小结

第6章 硅片制造中的沾污控制

目标

6.1 引言

6.2 沾污的类型

6.3 沾污的源与控制

6.4 硅片湿法清洗

6.5 小结

第7章 测量学和缺陷检查

目标

7.1 引言

7.2 集成电路测量学

7.3 质量测量

7.4 分析设备

7.5 小结

第8章 工艺腔内的气体控制

目标

8.1 引言

8.2 真空

8.3 真空泵

8.4 工艺腔内的气流

8.5 残气分析器

8.6 等离子体

8.7 工艺腔的沾污

8.8 小结

第9章 集成电路制造工艺概况

目标

9.1 引言

9.2 CMOS工艺流程

9.3 CMOS制作步骤

9.4 小结

第10章 氧化

目标

10.1 引言

10.2 氧化膜

10.3 热氧化生长

10.4 高温炉设备

10.5 卧式与立式炉

10.6 氧化工艺

10.7 质量测量

10.8 氧化检查及故障排除

10.9 小结

第11章 淀积

目标

11.1 引言

11.2 膜淀积

11.3 化学气相淀积

11.4 CVD淀积系统

11.5 介质及其性能

11.6 旋涂绝缘介质

11.7 外延

11.8 CVD质量测量

11.9 CVD检查及故障排除

11.10 小结

第12章 金属化

目标

12.1 引言

12.2 金属类型

12.3 金属淀积系统

12.4 金属化方案

12.5 金属化质量测量

12.6 金属化检查及故障排除

12.7 小结

第13章 光刻：气相成底膜到软烘

目标

13.1 引言

13.2 光刻工艺

13.3 光刻工艺的8个基本步骤

13.4 气相成底膜处理

13.5 旋转涂胶

13.6 软烘

13.7 光刻胶质量测量

13.8 光刻胶检查及故障排除

13.9 小结

第14章 光刻：对准和曝光

目标

14.1 引言

14.2 光学光刻

14.3 光刻设备

14.4 混合和匹配

14.5 对准和曝光质量测量

14.6 对准和曝光检查及故障排除

14.7 小结

第15章 光刻：光刻胶显影和先进的光刻技术

目标

15.1 引言

15.2 曝光后烘焙

15.3 显影

15.4 坚膜

15.5 显影检查

15.6 先进的光刻技术

15.7 显影质量测量

15.8 显影检查及故障排除

15.9 小结

第16章 刻蚀

目标

16.1 引言

16.2 刻蚀参数

16.3 干法刻蚀

16.4 等离子体刻蚀反应器

16.5 干法刻蚀的应用

16.6 湿法腐蚀

16.7 刻蚀技术的发展历程

16.8 去除光刻胶

16.9 刻蚀检查

16.10 刻蚀质量测量

16.11 干法刻蚀检查及故障排除

16.12 小结

第17章 离子注入

目标

17.1 引言

17.2 扩散

17.3 离子注入

17.4 离子注入机

17.5 离子注入在工艺集成中的发展趋势

17.6 离子注入质量测量

17.7 离子注入检查及故障排除

17.8 小结

第18章 化学机械平坦化

目标

18.1 引言

18.2 传统的平坦化技术

18.3 化学机械平坦化

18.4 CMP应用

18.5 CMP质量测量

18.6 CMP检查及故障排除

18.7 小结

第19章 硅片测试

目标

19.1 引言

19.2 硅片测试

19.3 测试质量测量

19.4 测试检查及故障排除

19.5 小结

第20章 装配与封装

目标

20.1 引言

20.2 传统装配

20.3 传统封装

20.4 先进的装配与封装

20.5 封装与装配质量测量

20.6 集成电路封装检查及故障排除

20.7 小结

附录A 化学品及安全性

附录B 净化间的沾污控制

附录C 单位

附录D 作为氧化层厚度函数的颜色

附录E 光刻胶化学的概要

附录F 刻蚀化学

芯片的诞生：从硅晶到万物互联的精密之旅 在我们生活的数字世界中，芯片无处不在，它们是大到超级计算机，小到智能手机、物联网设备核心的驱动力。然而，从一块普通的硅砂，到承载着亿万晶体管的微小集成电路，这背后是一段极其复杂、精密且充满挑战的制造过程。本书旨在揭示芯片制造的全貌，深入浅出地阐述半导体制造技术的核心原理、关键工艺步骤以及行业内的发展趋势，为读者构建一个清晰、完整的芯片工业图景。 一、 硅基材料的炼金术：纯净与完美 一切的起点，都源于一种看似平凡的元素——硅。然而，用于芯片制造的硅，绝非普通的沙子。其旅程始于高纯度石英砂的提炼，通过高温还原，得到冶金级硅（Metallurgical Grade Silicon, MGS），其纯度约为98%。“炼金术”般的纯化过程随后展开，化学方法和精馏技术被用来去除杂质，达到电子级硅（Electronic Grade Silicon, EGS）的纯度，通常需要达到9N（九个九，即99.9999999%）甚至更高的级别。如此极致的纯度，是保证半导体器件性能和可靠性的基石。 提炼出的高纯度硅，会被熔化并以单晶硅的形式生长成巨大的圆柱体，即“硅棒”（Ingot）。这个过程通常采用柴可拉斯基法（Czochralski Process, CZ），将熔融的硅放入石英坩埚中，然后通过精确控制温度和拉速，缓慢地从熔体中“拉”出单晶硅棒。硅棒的直径从早期的几英寸发展到现在的12英寸（300毫米），直径越大，单根晶圆能切割出的芯片数量越多，生产效率越高。 二、 晶圆的诞生：精确的切割与抛光 生长出的硅棒，并非直接用于制造芯片。它需要经过一系列精密的加工步骤： 切片（Wafer Slicing）: 巨大的硅棒会被高精度金刚石锯片切割成薄如蝉翼的圆形“晶圆”（Wafer）。晶圆的厚度仅有几百微米，其表面平整度和均匀性至关重要。 研磨（Lapping）: 切割后的晶圆表面会存在微小的损伤和不平整，需要通过研磨工艺来去除这些缺陷，使其达到初步的平面度。 抛光（Polishing）: 这是晶圆制造中最关键的步骤之一。采用化学机械抛光（Chemical Mechanical Polishing, CMP）技术，结合化学腐蚀和机械研磨，将晶圆表面处理得如同镜面般光滑，其表面粗糙度甚至达到原子级的水平。任何微小的颗粒或划痕，都可能导致后续芯片的失效。 最终，我们得到的是一枚枚纯净、光滑、直径巨大的硅晶圆，它们将成为承载无数芯片的“画布”。 三、 芯片的“雕刻”：光刻与蚀刻的艺术 芯片制造的核心在于如何在晶圆表面“雕刻”出极其复杂的电路图案。这一过程如同微观世界的建筑，需要极致的精确度和分辨率。 光刻（Photolithography）: 这是芯片制造中最核心、最昂贵的工艺之一，也是决定芯片线宽（特征尺寸）的关键技术。其原理类似于照相，但对象是微米甚至纳米级别的电路图案。 1. 涂胶（Coating）: 晶圆表面均匀涂覆一层对特定波长的光敏感的“光刻胶”（Photoresist）。 2. 曝光（Exposure）: 通过“光刻机”（Stepper或Scanner）将预先设计好的电路图案，通过一个高精度掩模版（Mask/Reticle），用紫外光（如DUV或EUV）照射光刻胶。掩模版是芯片设计图的高度浓缩，每一个微小电路单元都被放大到掩模版上，再通过投影系统缩小并转移到晶圆上。 3. 显影（Development）: 曝光后的光刻胶，其被照射的部分（正性光刻胶）或未被照射的部分（负性光刻胶）会发生化学变化，随后通过显影液去除，留下预定图案的光刻胶层，作为后续工艺的“模板”。 光刻技术的进步，尤其是光源波长的缩短（从深紫外DUV到极紫外EUV），以及多重曝光、移相掩模等技术的应用，是芯片制造工艺不断迈向更先进、更微缩的关键驱动力。 蚀刻（Etching）: 在光刻胶模板的保护下，晶圆上未被光刻胶覆盖的部分会被选择性地去除，从而在硅或其他材料表面形成预设的电路结构。 1. 干法蚀刻（Dry Etching）: 主要采用等离子体蚀刻（Plasma Etching）或反应离子束蚀刻（Reactive Ion Etching, RIE）。通过引入特定的反应气体，在电场作用下产生高活性的离子体，这些离子体能够精确地化学腐蚀或物理轰击晶圆表面，去除不需要的材料。干法蚀刻具有高方向性（各向异性），能够形成垂直的侧壁，这是制造高密度电路所必需的。 2. 湿法蚀刻（Wet Etching）: 使用液态化学腐蚀剂对晶圆进行腐蚀。湿法蚀刻的成本较低，但通常具有各向同性，蚀刻方向性和精度不如干法蚀刻，多用于一些特定的工艺步骤。 光刻与蚀刻的交替进行，如同精密的雕刻师，一层一层地构建出芯片的电路结构。 四、 堆叠与连接：制造复杂三维结构的艺术 现代芯片的复杂性远不止于二维平面。为了集成更多的功能和提高性能，芯片制造发展出了三维结构的制造技术： 薄膜沉积（Thin Film Deposition）: 在晶圆表面沉积一层或多层薄膜材料，这些材料可能是绝缘体（如二氧化硅、氮化硅）、导体（如铝、铜、钨）或半导体材料。常用的技术包括： 化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition, CVD）: 通过在高温下使反应气体在晶圆表面发生化学反应，形成薄膜。 物理气相沉积（Physical Vapor Deposition, PVD）: 如溅射（Sputtering），通过高能粒子轰击靶材，使其原子或分子脱离，沉积到晶圆表面。 原子层沉积（Atomic Layer Deposition, ALD）: 一种高度可控的薄膜沉积技术，通过脉冲式的化学反应，实现原子层级别的厚度控制，尤其适用于制备超薄、超均匀的栅介质层。 离子注入（Ion Implantation）: 通过高能离子束，将特定的杂质原子（如硼、磷、砷）注入到硅晶格中，改变其导电类型和导电率，形成晶体管的源极、漏极和沟道区域。这是掺杂（Doping）最精确和最常用的方法。 化学机械抛光（CMP）: 在多层薄膜沉积过程中，为了保持晶圆表面的平整度，需要频繁地进行CMP。例如，在制造铜互连时，常采用“镶嵌”（Damascene）工艺，即先在介质层上刻蚀出沟槽和通孔，然后用铜填充，最后通过CMP将多余的铜去除，只留下填充的金属连线。 晶圆键合（Wafer Bonding）: 将两片或多片晶圆在微观层面紧密结合在一起，形成多层结构。这为制造3D NAND闪存、堆叠式图像传感器（CIS）以及先进的封装技术（如3D封装）提供了可能。 五、 验证与封装：确保性能与可靠性 制造完成后，芯片并非立即投入使用，还需要经过严格的验证和封装过程。 晶圆测试（Wafer Test）: 在晶圆状态下，对每个芯片进行电学性能测试，识别出失效的芯片，并进行标记。这个过程由自动化测试设备（ATE）完成，能够快速、高效地完成大量测试。 切割（Dicing）: 将晶圆切割成独立的单个芯片（Die）。 封装（Packaging）: 将切割后的裸芯片固定在基板上，通过引线（Wire Bonding）或倒装芯片（Flip Chip）技术连接到外部引脚，并用封装材料保护起来，形成最终可供安装和使用的芯片。封装不仅仅是保护，它还对芯片的散热、电性能甚至可靠性有重要影响。先进的封装技术，如多芯片模块（MCM）、堆叠封装（PoP）、扇出晶圆级封装（Fan-out WLP）等，能够进一步提高芯片的集成度和性能。 成品测试（Final Test）: 封装后的芯片会再次进行全面的功能和性能测试，确保其符合设计规格。 六、 挑战与未来：永不止步的微缩与创新 半导体制造技术正面临着前所未有的挑战，包括： 线宽的极限: 随着摩尔定律的推进，芯片的特征尺寸不断缩小，已经进入到几纳米的级别。材料的量子效应、物理极限、成本的快速攀升，都对未来的微缩带来了巨大挑战。 良率的维持: 越精密的工艺，越容易受到微小缺陷的影响，维持高良率成为一个持续的难题。 新材料与新结构: 为了突破传统硅基CMOS的极限，科学家和工程师们正在探索新的材料（如III-V族半导体、二维材料）、新的晶体管结构（如GAAFET）以及新的计算范式（如存内计算、神经形态计算）。 绿色制造: 能源消耗和环境影响也是半导体行业需要重点关注的领域。 尽管面临挑战，半导体制造技术依然在不断演进。EUV光刻技术的成熟应用，为生产更先进制程的芯片铺平了道路；Chiplet（小芯片）的设计理念和先进封装技术的结合，正在改变传统单片集成电路的设计方式，实现更灵活、更经济的集成；量子计算、AI芯片等新兴领域的发展，也将对半导体制造提出新的需求和可能。 本书从硅材料的提炼开始，详细描绘了芯片制造的每一个关键环节，从微观的原子层级控制，到宏观的整条产业链布局。它是一次深入探究现代工业奇迹的旅程，也是一次对人类智慧与工程能力的极致赞颂。希望通过本书的介绍，读者能够对芯片是如何被创造出来，以及这项技术所蕴含的巨大能量和无限可能，有一个全面而深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我都对那些隐藏在智能手机、电脑背后的微小芯片充满了好奇。这套《半导体制造技术》正好满足了我这份探知欲。我是一名业余爱好者，没有深厚的专业背景，所以选择书籍时，更看重的是科普性和易懂性。这本书在这方面做得非常出色，虽然内容涵盖了“芯片制造”和“半导体工艺制程”，但它并没有让我感到枯燥晦涩。书中用了大量的图表和生动的比喻来解释复杂的概念，比如光刻就像是给集成电路“照相”，刻蚀则是“雕刻”出精密的电路图案。我尤其喜欢书中对不同工艺步骤的详细描绘，让我仿佛置身于无尘车间，亲眼见证着一块硅片如何一步步变成功能强大的芯片。它还讲解了许多我之前从未听过的专业术语，但通过书中的解释，我都能理解它们的含义和作用。这本书让我对半导体行业有了全新的认识，也更加佩服那些在幕后默默奉献的工程师们。

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是我近期阅读体验中最具价值的一本，虽然书名有些冗长，但它内容之充实，逻辑之严谨，足以称得上是“半导体集大成者”。我是一名软件开发者，平时很少接触硬件制造方面的知识，但因为工作需要，我需要了解芯片的基本制造流程，以便更好地理解硬件性能的瓶颈和优化的可能性。这本书从最基础的硅晶体生长讲起，一直到最终的芯片封装和测试，层层递进，环环相扣。它深入浅出地讲解了光刻、刻蚀、薄膜沉积等核心工艺的原理和步骤，并且对于不同工艺的选择如何影响芯片的性能和成本做了细致的分析。让我印象深刻的是，书中不仅提供了理论知识，还结合了大量的实际案例和行业标准，这使得内容更具指导性和实用性。对于我这样一个跨领域学习者来说，这本书极大地拓展了我的知识边界，让我能够从更宏观的角度看待半导体产业的发展。

评分☆☆☆☆☆

这套《半导体制造技术：芯片制造与半导体工艺制程实用教程》的图书，说是“半导体集成”也无妨，因为它的内容涵盖了半导体制造的方方面面，从基础原理到实际应用，都讲得非常透彻。我一直对微电子行业很感兴趣，但接触到的资料要么过于理论化，要么过于碎片化，始终找不到一个系统性的学习路径。当我翻开这套书的第一页，就被它严谨的逻辑和清晰的结构吸引住了。书中对每一个制造环节都进行了详尽的讲解，无论是光刻、刻蚀、薄膜沉积，还是掺杂、清洗等关键工艺，都配有大量的图示和实例，让我这个非专业人士也能大致理解其中的奥妙。特别是它对于不同工艺流程的对比分析，让我对不同芯片类型的制造特点有了更深入的认识。而且，书中还穿插了不少行业发展趋势和未来技术的展望，这对于想要在这个领域深入发展的人来说，无疑是宝贵的参考。它不仅仅是一本技术教程，更像是一本行业的百科全书，带领读者一步步揭开芯片制造的神秘面纱。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在半导体行业摸爬滚打了多年的技术人员，我一直都在寻找一本能够系统性梳理和深化我对半导体制造工艺理解的教材。这套《半导体制造技术》可以说是满足了我长久以来的期待。它不像一些文献那样侧重于某一个单一的工艺点，而是从宏观到微观，将整个半导体制造流程有机地串联起来。我尤其欣赏它在讲解各个工艺环节时，不仅仅停留在“是什么”的层面，更深入地探讨了“为什么”以及“如何优化”。书中对于不同材料的选择、工艺参数的设定以及由此带来的性能和良率影响，都有详尽的分析。而且，它还涉及到了当下行业的热点和前沿技术，例如先进光刻技术、新材料的应用等等，这对于我保持技术敏感度和持续学习非常有帮助。这本书的深度和广度都非常适合我这样的专业人士，它不仅巩固了我已有的知识，还为我提供了新的思考方向和解决方案。

评分☆☆☆☆☆

作为一名电子工程专业的学生，我在寻找一本能够深入理解半导体制造工艺的书籍时，偶然发现了这套《半导体制造技术》。坦白说，初次拿到书的时候，我对“包邮 国外电子与通信教材系列”这个名头并没有太高的期望，毕竟国外教材翻译过来的，有时会有语言障碍或者内容滞后。然而，当我深入阅读后，发现我的担忧完全是多余的。这本书的翻译质量非常高，语言流畅自然，专业术语的运用也恰到好处，丝毫没有生搬硬套的感觉。更重要的是，它对半导体制造的各个环节，从晶圆制备、光刻、刻蚀、薄膜沉积、离子注入，到金属互连和封装测试，都进行了系统而深入的阐述。书中不仅解释了“是什么”，更强调了“为什么”，比如不同材料的选择、不同工艺参数对最终性能的影响等等，这对于我理解工艺背后的物理和化学原理非常有帮助。而且，它还穿插了大量的案例分析和研究前沿，让我看到了理论知识在实际生产中的应用，也为我将来的科研方向提供了很多启发。