正版现货 硅通孔3D集成技术 (美)JOHN H.Lau 科学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] JOHN H.Lau 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030393302

商品编码：13359563047

包装：平装

出版时间：2014-01-01

基本信息

书名：硅通孔3D集成技术

：150.00元

作者：(美)JOHN H.Lau

出版社：科学出版社

出版日期：2014-01-01

ISBN：9787030393302

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：32开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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《硅通孔3D集成技术=Through Silicon Vias for 3D Integration:导读版：英文》适合从事电子、光电子、MEMS等器件三维集成研究工作的工程师、技术研发人员、技术管理人员和科研人员阅读，也可以作为相关专业大学高年级本科生和研究生的教材。

内容提要

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《信息科学技术学术著作丛书：硅通孔3D集成技术》系统讨论用于电子、光电子和MEMS器件的三维集成硅通孔（TSV）技术的*进展和未来可能的演变趋势，同时详尽讨论三维集成关键技术中存在的主要工艺问题和可能的解决方案。通过介绍半导体工业中的纳米技术和三维集成技术的起源和演变历史，结合当前三维集成关键技术的发展重点讨论TSV制程技术、晶圆减薄与薄晶圆在封装组装过程中的拿持技术、三维堆叠的微凸点制作与组装技术、芯片／芯片键合技术、芯片／晶圆键合技术、晶圆／晶圆键合技术、三维器件集成的热管理技术以及三维集成中的可靠性等关键技术问题，后讨论可实现产业化规模量产的三维封装技术以及TSV技术的未来发展趋势。
　　《信息科学技术学术著作丛书：硅通孔3D集成技术》适合从事电子、光电子、MEMS等器件三维集成研究工作的工程师、技术研发人员、技术管理人员和科研人员阅读，也可以作为相关专业大学高年级本科生和研究生的教材。

目录

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作者介绍

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曹立强，1974年9月出生。工学博士，现为中国科学院微电子研究所研究员，博士生导师，中国科学院“百人计划”学者。1997年毕业于中国科学技术大学，2003年在瑞典Chalmers大学微电子及纳米技术研究中心获得博士学位。曾在瑞典国家工业产品研究所、北欧微系统集成技术中心、美国Intel技术开发有限公司从事系统级封装技术的研发和管理工作。主要从事先进封装的研究工作，承担了国家科技重大专项、国家自然科学基金重点项目、国家创新团队国际合作计划等项目，在电子封装材料、品圆级系统封装、三维硅通孔互连技术等方面取得多项成果，授权发明专利10余项，SCI/EI收录论文50余篇。

文摘

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序言

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《硅通孔3D集成技术》是一本由国际知名专家约翰·H·劳（John H. Lau）主编，科学出版社引进出版的权威著作，旨在全面深入地探讨硅通孔（Through-Silicon Via，TSV）在三维（3D）集成技术中的核心作用、前沿进展与未来发展趋势。本书汇聚了全球在半导体制造、封装技术、材料科学、器件物理以及系统集成等领域的顶尖研究人员和工程师的智慧，为读者呈现了一幅关于3D集成技术发展图景的精炼而详实的画卷。 第一部分：TSV技术基础与关键挑战 本书的开篇，深入浅出地介绍了TSV技术的基本原理、发展历程以及其在实现更高集成密度、更优性能和更低功耗方面的巨大潜力。TSV作为3D集成最关键的互连技术，其核心在于通过垂直穿透硅衬底的导电通道，实现芯片之间或芯片内部层之间的直接电连接。这打破了传统二维集成在布线密度上的瓶颈，为构建复杂的多功能系统提供了一条全新的途径。 作者详细剖析了TSV的多种制造工艺，包括前馈（front-end）TSV和后馈（back-end）TSV，以及不同的TSV结构，如全通孔（through-hole）、埋孔（via-in-pad）和盲孔（blind via）等。对于每种工艺，都进行了细致的讲解，包括刻蚀技术（如深硅刻蚀DRIE）、导电填充材料（如铜、钨）、绝缘层沉积（如氮化硅、二氧化硅）以及TSV的形成过程。特别强调了TSV在制造过程中面临的诸多挑战，例如： 刻蚀精度与形貌控制： TSV的深宽比要求极高，刻蚀过程中对侧壁的垂直度和光滑度的控制至关重要，直接影响后续填充的均匀性和可靠性。 导电填充的完整性： 确保TSV内部填充材料无空洞、无缺陷，并具备优异的导电性能，是实现低阻抗互连的关键。 绝缘层失效与短路风险： TSV的绝缘层需要有效隔离导电填充与硅衬底，防止漏电和短路，尤其是在高温高压环境下。 机械应力与热应力管理： TSV的形成和集成过程中产生的应力，可能导致硅衬底的形变、开裂，甚至器件失效。材料选择和结构设计是解决这一问题的核心。 薄晶圆处理： 3D集成通常需要将硅片减薄至几十微米甚至更薄，TSV的加工和处理在薄晶圆上的稳定性成为新的挑战。 本书深入探讨了这些挑战的物理机制，并提供了最新的解决方案和优化策略，为从事TSV技术研发和生产的工程师提供了宝贵的参考。 第二部分：TSV在不同3D集成架构中的应用 TSV技术并非孤立存在，它与各种3D集成架构紧密结合，共同推动着半导体器件性能的飞跃。本书系统阐述了TSV在以下几种主要3D集成架构中的应用，并分析了其优缺点及适用场景： 堆叠式DRAM（PoP，Package-on-Package）： 这是TSV最早实现商业化应用之一的领域。通过TSV实现DRAM芯片与逻辑芯片（如处理器）的垂直堆叠，显著缩短了芯片间的互连距离，提高了带宽，降低了功耗，对于移动设备和高性能计算尤为重要。 3D NAND闪存： 随着存储密度的不断提升，3D NAND闪存的层数不断增加，TSV在连接不同层存储单元阵列和外围电路中发挥着关键作用，实现了更高的存储容量和更快的读写速度。 高性能处理器与异构集成： 在高性能计算、人工智能（AI）和图形处理单元（GPU）等领域，将多个功能芯片（如CPU、GPU、HBM（High Bandwidth Memory）、FPGA等）通过TSV进行垂直集成，能够大幅提升数据传输速率，缩短延迟，实现更强大的计算能力。本书详细介绍了HBM与逻辑芯片通过TSV的集成技术，揭示了其在构建先进AI加速器中的核心地位。 MEMS与传感器集成： TSV还可以实现MEMS（微机电系统）器件与ASIC（专用集成电路）的紧密集成，例如在图像传感器、惯性传感器等领域，通过TSV实现信号的快速传输和精确控制，提高器件的性能和小型化程度。 光电集成： 随着对数据传输速度需求的不断增加，光互连作为一种潜在的高速通信方式，其与电子电路的集成也日益受到关注。TSV为实现光器件（如激光器、光探测器）与电子芯片的垂直集成提供了有效的途径，有望构建更高带宽、更低功耗的光电集成系统。 本书通过大量的案例分析和实验数据，展示了TSV在不同架构下的性能提升效果，以及其在实现更高密度、更优能效方面的独特优势。 第三部分：TSV材料、可靠性与先进工艺 TSV技术的长期稳定性和可靠性是其大规模商业化应用的关键。本书的这一部分着重于TSV材料的选择、可靠性评估以及最新的先进工艺技术。 TSV材料体系： 深入分析了TSV填充材料（铜、钨、多晶硅等）的电学、热学和机械学特性，以及绝缘材料（二氧化硅、氮化硅、聚酰亚胺等）的介电性能、附着力等。同时，也探讨了TSV结构中金属阻挡层和扩散阻挡层（如Ta/TaN）的选型与作用。 可靠性挑战与评估： 详细阐述了TSV器件在长期工作过程中可能面临的各种可靠性问题，包括电迁移、空洞形成、绝缘击穿、机械疲劳、热循环应力损伤等。本书介绍了多种可靠性评估方法，如加速寿命测试（ALT）、加速应力测试（AST）以及失效分析技术，为确保TSV集成器件的长期可靠性提供了科学的指导。 先进TSV工艺技术： 介绍了当前TSV领域最前沿的工艺技术和发展方向，包括： 高纵横比TSV： 随着集成度的提高，TSV的纵横比越来越大，对刻蚀和填充技术提出了更高的要求。 纳米TSV： 探索更小尺寸的TSV，以实现更高的集成密度和更优的电气性能。 类金刚石碳（DLC）等新型导电填充材料： 旨在克服传统金属材料的局限性，提供更优异的导电性和可靠性。 无金属TSV： 探索不使用金属填充的TSV结构，以解决金属迁移和可靠性问题。 TSV与其他先进封装技术的融合： 如与扇出型晶圆级封装（Fan-out Wafer Level Packaging）、2.5D集成等技术的协同发展。 TSV的测试与验证： 介绍了TSV结构的电气测试、电热耦合仿真以及无损检测技术。 第四部分：TSV在未来发展中的展望 本书的最后一部分，着眼于TSV技术的未来发展趋势，为读者描绘了其在下一代电子产品和技术中的广阔应用前景。 更广泛的应用领域： 除了高性能计算和存储，TSV有望在物联网（IoT）设备、可穿戴设备、生物电子学、汽车电子等领域实现更深入的应用，提供更小巧、更高效、更可靠的解决方案。 与其他先进技术的协同： TSV将与人工智能、5G通信、量子计算等新兴技术深度融合，为这些领域的突破提供关键的硬件支持。 可持续性与绿色制造： 随着对环境影响的日益关注，TSV技术的绿色制造和可持续性发展将成为重要的研究方向，例如开发更环保的制造工艺、回收利用材料等。 标准与生态系统： 随着TSV技术的成熟和普及，行业标准的建立以及完整生态系统的形成将是推动其商业化进程的关键。 《硅通孔3D集成技术》不仅是一本技术手册，更是一份关于未来电子技术发展趋势的洞察报告。它为半导体行业的研究人员、工程师、产品设计师以及对3D集成技术感兴趣的读者提供了一个全面、深入、前沿的学习平台。本书的出版，无疑将极大地促进TSV技术的研究与发展，加速3D集成技术的产业化进程，为下一代电子产品的创新奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

尽管我是一名电子工程专业的学生，但对于3D集成技术及其核心的TSV工艺，我一直是充满好奇的。接触到《正版现货 硅通孔3D集成技术》这本书，感觉就像是打开了一个全新的世界。作者JOHN H.Lau的写作风格非常具有引导性，他能够将那些看似复杂深奥的物理化学过程，用清晰易懂的语言阐述出来。我特别喜欢书中对于TSV形成过程的分解和讲解，从最初的掩模设计，到硅的刻蚀，再到金属填充和绝缘处理，每一步都充满了技术细节。而且，书中对于材料选择和工艺参数的讨论，也让我对实际的工程设计有了更直观的认识。科学出版社出版的书籍，一向以其高质量和专业性著称。这本书的出版，对于我们这些在校学生来说，无疑是宝贵的学习资源，能够帮助我们更好地理解前沿技术，为将来的学术研究和职业发展打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

第一次翻开《正版现货 硅通孔3D集成技术》，就被其厚重的专业气息所吸引。我本来对3D集成技术知之甚少，但这本书以其清晰的结构和深入浅出的讲解，让我逐渐领略到了这项技术的魅力。作者JOHN H.Lau的叙述风格非常务实，他没有过多地渲染技术的前景，而是脚踏实地地分析每一个技术点的优势与不足，以及相关的工程实现难度。比如，在探讨TSV的制造工艺时，书中详细比较了不同的刻蚀技术、金属化方法以及绝缘层沉积工艺，并且对各种工艺的优缺点进行了客观的评价。这种细致入微的分析，对于我这样希望深入了解某一特定技术细节的读者来说，非常有价值。科学出版社出版的这本书，也让我对其学术严谨性有了信心。我尤其注意到书中引用了大量的国际前沿文献，这表明作者在撰写过程中进行了充分的调研和论证。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的半导体从业者，我深知3D集成技术在未来摩尔定律延续和器件性能提升方面所扮演的关键角色。而硅通孔（TSV）作为实现3D集成的核心技术之一，其重要性不言而喻。JOHN H.Lau的这部著作，正是一部关于TSV技术的权威性参考。我阅读过程中，对书中关于TSV的良率控制和成本优化策略的论述给予了高度评价。这不仅仅是理论上的探讨，更是结合了实际生产中的经验和挑战。作者对不同TSV结构的设计及其对器件性能的影响进行了深入的分析，并提出了相应的解决方案。科学出版社能够引进并出版这样一本重量级的著作，无疑是为国内半导体行业的技术进步添砖加瓦。本书的内容之详实，逻辑之严谨，足以成为任何想要深入研究TSV技术的专业人士的案头必备。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，无疑为国内半导体行业的研究者和工程师提供了一份宝贵的参考资料。尽管我目前的工作重心并不直接围绕TSV技术展开，但对这个领域的前沿发展保持关注，并从中汲取灵感，对我拓展技术视野至关重要。JOHN H.Lau在书中所展现的对3D集成技术深度和广度的理解，令人印象深刻。他不仅涵盖了TSV的各个关键环节，从材料选择到可靠性评估，几乎无所不包。我个人尤其对书中关于TSV互连可靠性以及热管理方面的讨论产生了浓厚的兴趣。这些是3D集成器件面临的实际挑战，也是决定其能否大规模商业化应用的关键。作者通过大量的实例分析和实验数据支撑，使得这些抽象的概念变得更加具体可行。科学出版社作为国内知名的科技出版机构，其选择的书籍往往具有极高的学术价值和应用前景。这本书的出版，充分体现了其在推动我国高科技领域发展方面的责任感和使命感。

评分☆☆☆☆☆

收到这本《正版现货 硅通孔3D集成技术》已经有一段时间了，我一直在尝试着将其中的知识点一点点消化吸收。虽然我对作者JOHN H.Lau的名字并不陌生，但深入阅读后，还是被其严谨的逻辑和细致的分析所折服。这本书的封面设计简洁大方，印刷质量也相当不错，让人拿到手中就能感受到其专业性。我特别欣赏书中对于一些基础概念的讲解，即使是初学者也能相对容易地理解。比如，作者在介绍TSV（硅通孔）的形成机理时，并没有直接跳到复杂的工艺流程，而是先从其物理原理和材料特性入手，循序渐进，这对于我这样需要巩固基础的读者来说，简直是福音。而且，书中穿插的示意图和实验数据图表，更是极大地提升了阅读的直观性，让我能够更清晰地把握复杂的技术细节。科学出版社的出品，质量一向有保障，这次也不例外，排版清晰，文字流畅，阅读起来没有任何障碍。我期待这本书能够为我打开3D集成技术的大门，让我对未来的微电子器件设计和制造有更深入的认识。