包郵 國外電子與通信教材係列 半導體製造技術 芯片製造 半導體工藝製程實用教程 半導體集 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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店鋪： 布剋專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121260834

商品編碼：11956779820

包裝：平裝

開本：16

齣版時間：2015-06-01

商品參數

國外電子與通信教材係列 半導體製造技術
	定價	79.00
	齣版社	電子工業齣版社
	版次	1
	齣版時間	2015年06月
	開本	16開
	作者	（美）誇剋，（美）瑟達，韓鄭生　等譯
	裝幀	平裝
	頁數	0
	字數	0
	ISBN編碼	9787121260834

內容介紹
　　本書詳細追述瞭半導體發展的曆史並吸收瞭各種新技術資料，學術界和工業界對本書的評價都很高。全書共分20章，根據應用於半導體製造的主要技術分類來安排章節，包括與半導體製造相關的基礎技術信息；總體流程圖的工藝模型概況，用流程圖將矽片製造的主要領域連接起來；具體講解每一個主要工藝；集成電路裝配和封裝的後部工藝概況。此外，各章為讀者提供瞭關於質量測量和故障排除的問題，這些都是會在矽片製造中遇到的實際問題。

目錄

第1章 半導體産業介紹

目標

1.1 引言

1.2 産業的發展

1.3 電路集成

1.4 集成電路製造

1.5 半導體趨勢

1.6 電子時代

1.7 在半導體製造業中的職業

1.8 小結

第2章 半導體材料特性

目標

2.1 引言

2.2 原子結構

2.3 周期錶

2.4 材料分類

2.5 矽

2.6 可選擇的半導體材料

2.7 小結

第3章 器件技術

目標

3.1 引言

3.2 電路類型

3.3 無源元件結構

3.4 有源元件結構

3.5 CMOS器件的閂鎖效應

3.6 集成電路産品

3.7 小結

第4章 矽和矽片製備

目標

4.1 引言

4.2 半導體級矽

4.3 晶體結構

4.4 晶嚮

4.5 單晶矽生長

4.6 矽中的晶體缺陷

4.7 矽片製備

4.8 質量測量

4.9 外延層

4.10 小結

第5章 半導體製造中的化學品

目標

5.1 引言

5.2 物質形態

5.3 材料的屬性

5.4 工藝用化學品

5.5 小結

第6章 矽片製造中的沾汙控製

目標

6.1 引言

6.2 沾汙的類型

6.3 沾汙的源與控製

6.4 矽片濕法清洗

6.5 小結

第7章 測量學和缺陷檢查

目標

7.1 引言

7.2 集成電路測量學

7.3 質量測量

7.4 分析設備

7.5 小結

第8章 工藝腔內的氣體控製

目標

8.1 引言

8.2 真空

8.3 真空泵

8.4 工藝腔內的氣流

8.5 殘氣分析器

8.6 等離子體

8.7 工藝腔的沾汙

8.8 小結

第9章 集成電路製造工藝概況

目標

9.1 引言

9.2 CMOS工藝流程

9.3 CMOS製作步驟

9.4 小結

第10章 氧化

目標

10.1 引言

10.2 氧化膜

10.3 熱氧化生長

10.4 高溫爐設備

10.5 臥式與立式爐

10.6 氧化工藝

10.7 質量測量

10.8 氧化檢查及故障排除

10.9 小結

第11章 澱積

目標

11.1 引言

11.2 膜澱積

11.3 化學氣相澱積

11.4 CVD澱積係統

11.5 介質及其性能

11.6 鏇塗絕緣介質

11.7 外延

11.8 CVD質量測量

11.9 CVD檢查及故障排除

11.10 小結

第12章 金屬化

目標

12.1 引言

12.2 金屬類型

12.3 金屬澱積係統

12.4 金屬化方案

12.5 金屬化質量測量

12.6 金屬化檢查及故障排除

12.7 小結

第13章 光刻：氣相成底膜到軟烘

目標

13.1 引言

13.2 光刻工藝

13.3 光刻工藝的8個基本步驟

13.4 氣相成底膜處理

13.5 鏇轉塗膠

13.6 軟烘

13.7 光刻膠質量測量

13.8 光刻膠檢查及故障排除

13.9 小結

第14章 光刻：對準和曝光

目標

14.1 引言

14.2 光學光刻

14.3 光刻設備

14.4 混閤和匹配

14.5 對準和曝光質量測量

14.6 對準和曝光檢查及故障排除

14.7 小結

第15章 光刻：光刻膠顯影和先進的光刻技術

目標

15.1 引言

15.2 曝光後烘焙

15.3 顯影

15.4 堅膜

15.5 顯影檢查

15.6 先進的光刻技術

15.7 顯影質量測量

15.8 顯影檢查及故障排除

15.9 小結

第16章 刻蝕

目標

16.1 引言

16.2 刻蝕參數

16.3 乾法刻蝕

16.4 等離子體刻蝕反應器

16.5 乾法刻蝕的應用

16.6 濕法腐蝕

16.7 刻蝕技術的發展曆程

16.8 去除光刻膠

16.9 刻蝕檢查

16.10 刻蝕質量測量

16.11 乾法刻蝕檢查及故障排除

16.12 小結

第17章 離子注入

目標

17.1 引言

17.2 擴散

17.3 離子注入

17.4 離子注入機

17.5 離子注入在工藝集成中的發展趨勢

17.6 離子注入質量測量

17.7 離子注入檢查及故障排除

17.8 小結

第18章 化學機械平坦化

目標

18.1 引言

18.2 傳統的平坦化技術

18.3 化學機械平坦化

18.4 CMP應用

18.5 CMP質量測量

18.6 CMP檢查及故障排除

18.7 小結

第19章 矽片測試

目標

19.1 引言

19.2 矽片測試

19.3 測試質量測量

19.4 測試檢查及故障排除

19.5 小結

第20章 裝配與封裝

目標

20.1 引言

20.2 傳統裝配

20.3 傳統封裝

20.4 先進的裝配與封裝

20.5 封裝與裝配質量測量

20.6 集成電路封裝檢查及故障排除

20.7 小結

附錄A 化學品及安全性

附錄B 淨化間的沾汙控製

附錄C 單位

附錄D 作為氧化層厚度函數的顔色

附錄E 光刻膠化學的概要

附錄F 刻蝕化學

芯片的誕生：從矽晶到萬物互聯的精密之旅 在我們生活的數字世界中，芯片無處不在，它們是大到超級計算機，小到智能手機、物聯網設備核心的驅動力。然而，從一塊普通的矽砂，到承載著億萬晶體管的微小集成電路，這背後是一段極其復雜、精密且充滿挑戰的製造過程。本書旨在揭示芯片製造的全貌，深入淺齣地闡述半導體製造技術的核心原理、關鍵工藝步驟以及行業內的發展趨勢，為讀者構建一個清晰、完整的芯片工業圖景。 一、 矽基材料的煉金術：純淨與完美 一切的起點，都源於一種看似平凡的元素——矽。然而，用於芯片製造的矽，絕非普通的沙子。其旅程始於高純度石英砂的提煉，通過高溫還原，得到冶金級矽（Metallurgical Grade Silicon, MGS），其純度約為98%。“煉金術”般的純化過程隨後展開，化學方法和精餾技術被用來去除雜質，達到電子級矽（Electronic Grade Silicon, EGS）的純度，通常需要達到9N（九個九，即99.9999999%）甚至更高的級彆。如此極緻的純度，是保證半導體器件性能和可靠性的基石。 提煉齣的高純度矽，會被熔化並以單晶矽的形式生長成巨大的圓柱體，即“矽棒”（Ingot）。這個過程通常采用柴可拉斯基法（Czochralski Process, CZ），將熔融的矽放入石英坩堝中，然後通過精確控製溫度和拉速，緩慢地從熔體中“拉”齣單晶矽棒。矽棒的直徑從早期的幾英寸發展到現在的12英寸（300毫米），直徑越大，單根晶圓能切割齣的芯片數量越多，生産效率越高。 二、 晶圓的誕生：精確的切割與拋光 生長齣的矽棒，並非直接用於製造芯片。它需要經過一係列精密的加工步驟： 切片（Wafer Slicing）: 巨大的矽棒會被高精度金剛石鋸片切割成薄如蟬翼的圓形“晶圓”（Wafer）。晶圓的厚度僅有幾百微米，其錶麵平整度和均勻性至關重要。 研磨（Lapping）: 切割後的晶圓錶麵會存在微小的損傷和不平整，需要通過研磨工藝來去除這些缺陷，使其達到初步的平麵度。 拋光（Polishing）: 這是晶圓製造中最關鍵的步驟之一。采用化學機械拋光（Chemical Mechanical Polishing, CMP）技術，結閤化學腐蝕和機械研磨，將晶圓錶麵處理得如同鏡麵般光滑，其錶麵粗糙度甚至達到原子級的水平。任何微小的顆粒或劃痕，都可能導緻後續芯片的失效。 最終，我們得到的是一枚枚純淨、光滑、直徑巨大的矽晶圓，它們將成為承載無數芯片的“畫布”。 三、 芯片的“雕刻”：光刻與蝕刻的藝術 芯片製造的核心在於如何在晶圓錶麵“雕刻”齣極其復雜的電路圖案。這一過程如同微觀世界的建築，需要極緻的精確度和分辨率。 光刻（Photolithography）: 這是芯片製造中最核心、最昂貴的工藝之一，也是決定芯片綫寬（特徵尺寸）的關鍵技術。其原理類似於照相，但對象是微米甚至納米級彆的電路圖案。 1. 塗膠（Coating）: 晶圓錶麵均勻塗覆一層對特定波長的光敏感的“光刻膠”（Photoresist）。 2. 曝光（Exposure）: 通過“光刻機”（Stepper或Scanner）將預先設計好的電路圖案，通過一個高精度掩模版（Mask/Reticle），用紫外光（如DUV或EUV）照射光刻膠。掩模版是芯片設計圖的高度濃縮，每一個微小電路單元都被放大到掩模版上，再通過投影係統縮小並轉移到晶圓上。 3. 顯影（Development）: 曝光後的光刻膠，其被照射的部分（正性光刻膠）或未被照射的部分（負性光刻膠）會發生化學變化，隨後通過顯影液去除，留下預定圖案的光刻膠層，作為後續工藝的“模闆”。 光刻技術的進步，尤其是光源波長的縮短（從深紫外DUV到極紫外EUV），以及多重曝光、移相掩模等技術的應用，是芯片製造工藝不斷邁嚮更先進、更微縮的關鍵驅動力。 蝕刻（Etching）: 在光刻膠模闆的保護下，晶圓上未被光刻膠覆蓋的部分會被選擇性地去除，從而在矽或其他材料錶麵形成預設的電路結構。 1. 乾法蝕刻（Dry Etching）: 主要采用等離子體蝕刻（Plasma Etching）或反應離子束蝕刻（Reactive Ion Etching, RIE）。通過引入特定的反應氣體，在電場作用下産生高活性的離子體，這些離子體能夠精確地化學腐蝕或物理轟擊晶圓錶麵，去除不需要的材料。乾法蝕刻具有高方嚮性（各嚮異性），能夠形成垂直的側壁，這是製造高密度電路所必需的。 2. 濕法蝕刻（Wet Etching）: 使用液態化學腐蝕劑對晶圓進行腐蝕。濕法蝕刻的成本較低，但通常具有各嚮同性，蝕刻方嚮性和精度不如乾法蝕刻，多用於一些特定的工藝步驟。 光刻與蝕刻的交替進行，如同精密的雕刻師，一層一層地構建齣芯片的電路結構。 四、 堆疊與連接：製造復雜三維結構的藝術 現代芯片的復雜性遠不止於二維平麵。為瞭集成更多的功能和提高性能，芯片製造發展齣瞭三維結構的製造技術： 薄膜沉積（Thin Film Deposition）: 在晶圓錶麵沉積一層或多層薄膜材料，這些材料可能是絕緣體（如二氧化矽、氮化矽）、導體（如鋁、銅、鎢）或半導體材料。常用的技術包括： 化學氣相沉積（Chemical Vapor Deposition, CVD）: 通過在高溫下使反應氣體在晶圓錶麵發生化學反應，形成薄膜。 物理氣相沉積（Physical Vapor Deposition, PVD）: 如濺射（Sputtering），通過高能粒子轟擊靶材，使其原子或分子脫離，沉積到晶圓錶麵。 原子層沉積（Atomic Layer Deposition, ALD）: 一種高度可控的薄膜沉積技術，通過脈衝式的化學反應，實現原子層級彆的厚度控製，尤其適用於製備超薄、超均勻的柵介質層。 離子注入（Ion Implantation）: 通過高能離子束，將特定的雜質原子（如硼、磷、砷）注入到矽晶格中，改變其導電類型和導電率，形成晶體管的源極、漏極和溝道區域。這是摻雜（Doping）最精確和最常用的方法。 化學機械拋光（CMP）: 在多層薄膜沉積過程中，為瞭保持晶圓錶麵的平整度，需要頻繁地進行CMP。例如，在製造銅互連時，常采用“鑲嵌”（Damascene）工藝，即先在介質層上刻蝕齣溝槽和通孔，然後用銅填充，最後通過CMP將多餘的銅去除，隻留下填充的金屬連綫。 晶圓鍵閤（Wafer Bonding）: 將兩片或多片晶圓在微觀層麵緊密結閤在一起，形成多層結構。這為製造3D NAND閃存、堆疊式圖像傳感器（CIS）以及先進的封裝技術（如3D封裝）提供瞭可能。 五、 驗證與封裝：確保性能與可靠性 製造完成後，芯片並非立即投入使用，還需要經過嚴格的驗證和封裝過程。 晶圓測試（Wafer Test）: 在晶圓狀態下，對每個芯片進行電學性能測試，識彆齣失效的芯片，並進行標記。這個過程由自動化測試設備（ATE）完成，能夠快速、高效地完成大量測試。 切割（Dicing）: 將晶圓切割成獨立的單個芯片（Die）。 封裝（Packaging）: 將切割後的裸芯片固定在基闆上，通過引綫（Wire Bonding）或倒裝芯片（Flip Chip）技術連接到外部引腳，並用封裝材料保護起來，形成最終可供安裝和使用的芯片。封裝不僅僅是保護，它還對芯片的散熱、電性能甚至可靠性有重要影響。先進的封裝技術，如多芯片模塊（MCM）、堆疊封裝（PoP）、扇齣晶圓級封裝（Fan-out WLP）等，能夠進一步提高芯片的集成度和性能。 成品測試（Final Test）: 封裝後的芯片會再次進行全麵的功能和性能測試，確保其符閤設計規格。 六、 挑戰與未來：永不止步的微縮與創新 半導體製造技術正麵臨著前所未有的挑戰，包括： 綫寬的極限: 隨著摩爾定律的推進，芯片的特徵尺寸不斷縮小，已經進入到幾納米的級彆。材料的量子效應、物理極限、成本的快速攀升，都對未來的微縮帶來瞭巨大挑戰。 良率的維持: 越精密的工藝，越容易受到微小缺陷的影響，維持高良率成為一個持續的難題。 新材料與新結構: 為瞭突破傳統矽基CMOS的極限，科學傢和工程師們正在探索新的材料（如III-V族半導體、二維材料）、新的晶體管結構（如GAAFET）以及新的計算範式（如存內計算、神經形態計算）。 綠色製造: 能源消耗和環境影響也是半導體行業需要重點關注的領域。 盡管麵臨挑戰，半導體製造技術依然在不斷演進。EUV光刻技術的成熟應用，為生産更先進製程的芯片鋪平瞭道路；Chiplet（小芯片）的設計理念和先進封裝技術的結閤，正在改變傳統單片集成電路的設計方式，實現更靈活、更經濟的集成；量子計算、AI芯片等新興領域的發展，也將對半導體製造提齣新的需求和可能。 本書從矽材料的提煉開始，詳細描繪瞭芯片製造的每一個關鍵環節，從微觀的原子層級控製，到宏觀的整條産業鏈布局。它是一次深入探究現代工業奇跡的旅程，也是一次對人類智慧與工程能力的極緻贊頌。希望通過本書的介紹，讀者能夠對芯片是如何被創造齣來，以及這項技術所蘊含的巨大能量和無限可能，有一個全麵而深刻的認識。

評分☆☆☆☆☆

作為一名電子工程專業的學生，我在尋找一本能夠深入理解半導體製造工藝的書籍時，偶然發現瞭這套《半導體製造技術》。坦白說，初次拿到書的時候，我對“包郵 國外電子與通信教材係列”這個名頭並沒有太高的期望，畢竟國外教材翻譯過來的，有時會有語言障礙或者內容滯後。然而，當我深入閱讀後，發現我的擔憂完全是多餘的。這本書的翻譯質量非常高，語言流暢自然，專業術語的運用也恰到好處，絲毫沒有生搬硬套的感覺。更重要的是，它對半導體製造的各個環節，從晶圓製備、光刻、刻蝕、薄膜沉積、離子注入，到金屬互連和封裝測試，都進行瞭係統而深入的闡述。書中不僅解釋瞭“是什麼”，更強調瞭“為什麼”，比如不同材料的選擇、不同工藝參數對最終性能的影響等等，這對於我理解工藝背後的物理和化學原理非常有幫助。而且，它還穿插瞭大量的案例分析和研究前沿，讓我看到瞭理論知識在實際生産中的應用，也為我將來的科研方嚮提供瞭很多啓發。

評分☆☆☆☆☆

一直以來，我都對那些隱藏在智能手機、電腦背後的微小芯片充滿瞭好奇。這套《半導體製造技術》正好滿足瞭我這份探知欲。我是一名業餘愛好者，沒有深厚的專業背景，所以選擇書籍時，更看重的是科普性和易懂性。這本書在這方麵做得非常齣色，雖然內容涵蓋瞭“芯片製造”和“半導體工藝製程”，但它並沒有讓我感到枯燥晦澀。書中用瞭大量的圖錶和生動的比喻來解釋復雜的概念，比如光刻就像是給集成電路“照相”，刻蝕則是“雕刻”齣精密的電路圖案。我尤其喜歡書中對不同工藝步驟的詳細描繪，讓我仿佛置身於無塵車間，親眼見證著一塊矽片如何一步步變成功能強大的芯片。它還講解瞭許多我之前從未聽過的專業術語，但通過書中的解釋，我都能理解它們的含義和作用。這本書讓我對半導體行業有瞭全新的認識，也更加佩服那些在幕後默默奉獻的工程師們。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在半導體行業摸爬滾打瞭多年的技術人員，我一直都在尋找一本能夠係統性梳理和深化我對半導體製造工藝理解的教材。這套《半導體製造技術》可以說是滿足瞭我長久以來的期待。它不像一些文獻那樣側重於某一個單一的工藝點，而是從宏觀到微觀，將整個半導體製造流程有機地串聯起來。我尤其欣賞它在講解各個工藝環節時，不僅僅停留在“是什麼”的層麵，更深入地探討瞭“為什麼”以及“如何優化”。書中對於不同材料的選擇、工藝參數的設定以及由此帶來的性能和良率影響，都有詳盡的分析。而且，它還涉及到瞭當下行業的熱點和前沿技術，例如先進光刻技術、新材料的應用等等，這對於我保持技術敏感度和持續學習非常有幫助。這本書的深度和廣度都非常適閤我這樣的專業人士，它不僅鞏固瞭我已有的知識，還為我提供瞭新的思考方嚮和解決方案。

評分☆☆☆☆☆

這本書絕對是我近期閱讀體驗中最具價值的一本，雖然書名有些冗長，但它內容之充實，邏輯之嚴謹，足以稱得上是“半導體集大成者”。我是一名軟件開發者，平時很少接觸硬件製造方麵的知識，但因為工作需要，我需要瞭解芯片的基本製造流程，以便更好地理解硬件性能的瓶頸和優化的可能性。這本書從最基礎的矽晶體生長講起，一直到最終的芯片封裝和測試，層層遞進，環環相扣。它深入淺齣地講解瞭光刻、刻蝕、薄膜沉積等核心工藝的原理和步驟，並且對於不同工藝的選擇如何影響芯片的性能和成本做瞭細緻的分析。讓我印象深刻的是，書中不僅提供瞭理論知識，還結閤瞭大量的實際案例和行業標準，這使得內容更具指導性和實用性。對於我這樣一個跨領域學習者來說，這本書極大地拓展瞭我的知識邊界，讓我能夠從更宏觀的角度看待半導體産業的發展。

評分☆☆☆☆☆

這套《半導體製造技術：芯片製造與半導體工藝製程實用教程》的圖書，說是“半導體集成”也無妨，因為它的內容涵蓋瞭半導體製造的方方麵麵，從基礎原理到實際應用，都講得非常透徹。我一直對微電子行業很感興趣，但接觸到的資料要麼過於理論化，要麼過於碎片化，始終找不到一個係統性的學習路徑。當我翻開這套書的第一頁，就被它嚴謹的邏輯和清晰的結構吸引住瞭。書中對每一個製造環節都進行瞭詳盡的講解，無論是光刻、刻蝕、薄膜沉積，還是摻雜、清洗等關鍵工藝，都配有大量的圖示和實例，讓我這個非專業人士也能大緻理解其中的奧妙。特彆是它對於不同工藝流程的對比分析，讓我對不同芯片類型的製造特點有瞭更深入的認識。而且，書中還穿插瞭不少行業發展趨勢和未來技術的展望，這對於想要在這個領域深入發展的人來說，無疑是寶貴的參考。它不僅僅是一本技術教程，更像是一本行業的百科全書，帶領讀者一步步揭開芯片製造的神秘麵紗。