納米集成電路製造工藝(第2版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張汝京 編

圖書標籤:

• 納米技術
• 集成電路
• 製造工藝
• 半導體
• 微電子學
• 工藝流程
• 器件物理
• 材料科學
• 電子工程
• 第二版

店鋪： 火把圖書專營店

齣版社： 清華大學

ISBN：9787302452331

商品編碼：23691885820

開本：16

齣版時間：2017-01-01

基本信息

• 商品名稱：納米集成電路製造工藝(第2版)
• 作者：編者:張汝京
• 定價：89
• 齣版社：清華大學
• ISBN號：9787302452331

其他參考信息（以實物為準）

• 齣版時間：2017-01-01
• 印刷時間：2017-01-01
• 版次：2
• 印次：1
• 開本：16開
• 包裝：平裝
• 頁數：471
• 字數：744韆字

內容提要

張汝京等編著的《納米集成電路製造工藝(第2版 )》共分19章，涵蓋**集成電路工藝的發展史，集 成電路製造流程、介電薄膜、金屬化、光刻、刻蝕、 錶麵清潔與濕法刻蝕、摻雜、化學機械平坦化，器件 參數與工藝相關性，DFM(Design for Manufacturing)，集成電路檢測與分析、集成電路的 可靠性，生産控製，良率提升，芯片測試與芯片封裝 等項目和課題。
     **從事半導體産業的科研工作者、技術工作者 和研究生可使用本書作為教科書或參考資料。
    

目錄

**章 半導體器件
1.1 N型半導體和P型半導體
1.2 PN結二極管
1.2.1 PN結自建電壓
1.2.2 理想PN結二極管方程
1.3 雙極型晶體管
1.4 金屬-氧化物-半導體場效應晶體管
1.4.1 綫性模型
1.4.2 非綫性模型
1.4.3 閾值電壓
1.4.4 襯底偏置效應
1.4.5 亞閾值電流
1.4.6 亞閾值理想因子的推導
1.5 CMOS器件麵臨的挑戰
1.6 結型場效應晶體管
1.7 肖特基勢壘柵場效應晶體管
1.8 高電子遷移率晶體管
1.9 無結場效應晶體管
1.9.1 圓柱體全包圍柵無結場效應晶體管突變耗盡層近似器件模型
1.9.2 圓柱體全包圍柵無結場效應晶體管完整器件模型
1.9.3 無結場效應晶體管器件製作
1.10 量子阱場效應晶體管
1.11 小結
參考文獻
第2章 集成電路製造工藝發展趨勢
2.1 引言
2.2 橫嚮微縮所推動的工藝發展趨勢
2.2.1 光刻技術
2.2.2 溝槽填充技術
2.2.3 互連層RC延遲的降低
2.3 縱嚮微縮所推動的工藝發展趨勢
2.3.1 等效柵氧厚度的微縮
2.3.2 源漏工程
2.3.3 自對準矽化物工藝
2.4 彌補幾何微縮的等效擴充
2.4.1 高k金屬柵
2.4.2 載流子遷移率提高技術
2.5 展望
參考文獻
第3章 CMOS邏輯電路及存儲器製造流程
3.1 邏輯技術及工藝流程
3.1.1 引言
3.1.2 CMOS工藝流程
3.1.3 適用於高k柵介質和金屬柵的柵*後形成或置換金屬柵CMOS工藝流程
3.1.4 CMOS與鰭式MOSFET(FinFET)
3.2 存儲器技術和製造工藝
3.2.1 概述
3.2.2 DRAM和eDRAM
3.2.3 閃存
3.2.4 FeRAM
3.2.5 PCRAM
3.2.6 RRAM
3.2.7 MRAM
3.2.8 3D NAND
3.2.9 CMOS圖像傳感器
3.3 無結場效應晶體管器件結構與工藝
參考文獻
第4章 電介質薄膜沉積工藝
4.1 前言
4.2 氧化膜/氮化膜工藝
4.3 柵極電介質薄膜
4.3.1 柵極氧化介電層-氮氧化矽(SiOxNy)
4.3.2 高k柵極介質
4.4 半導體*緣介質的填充
4.4.1 高密度等離子體化學氣相沉積工藝
4.4.2 O3-TEOS的亞常壓化學氣相沉積工藝
4.5 超低介電常數薄膜
4.5.1 前言
4.5.2 RC delay對器件運算速度的影響
4.5.3 k為2.7～3.0的低介電常數材料
4.5.4 k為2.5的超低介電常數材料
4.5.5 刻蝕停止層與銅阻擋層介電常數材料
參考文獻
第5章 應力工程
第6章 金屬薄膜沉積工藝及金屬化
第7章 光刻技術
第8章 乾法刻蝕
第9章 集成電路製造中的汙染和清洗技術
**0章 超淺結技術
**1章 化學機械平坦化
**2章 器件參數和工藝相關性
**3章 可製造性設計
**4章 半導體器件失效分析
**5章 集成電路可靠性介紹
**6章 集成電路測量
**7章 良率改善
**8章 測試工程
**9章 芯片封裝

《微納器件的精密製造與錶徵》（第二版） 內容簡介 本書係統闡述瞭微納器件製造領域的核心技術、關鍵工藝流程及其在不同領域的應用。全書分為五個部分，共計二十章，內容涵蓋瞭從基礎的半導體材料選擇與處理，到復雜的微納結構加工，再到器件性能的精確錶徵，以及新興的製造技術展望。本書旨在為從事微電子、光電子、MEMS、生物傳感器、先進封裝等相關領域的科研人員、工程師和研究生提供一本全麵、深入且實用的參考手冊。 第一部分：微納器件製造基礎 本部分聚焦於微納器件製造的基石，深入探討瞭半導體材料的特性、晶圓製備以及微納加工中最基礎的工藝原理。 第一章：半導體材料基礎與選擇 詳細介紹瞭矽、砷化鎵、氮化鎵等主流半導體材料的晶體結構、能帶理論、摻雜機理及導電特性。著重分析瞭不同材料在電子遷移率、擊穿電壓、熱導率、光學性質等方麵的差異，並結閤當前器件發展的需求，闡述瞭材料選擇的考量因素，如成本、性能、可靠性以及生態兼容性。同時，探討瞭新型二維材料（如石墨烯、TMDs）在微納器件製造中的潛力和挑戰。 第二章：晶圓製備與處理 深入剖析瞭從矽砂到高品質單晶矽錠的生長過程，包括Czochralski法（CZ法）和浮區法（FZ法）的原理、工藝參數控製及其對晶圓缺陷的影響。詳細介紹瞭晶圓的切割、研磨、拋光等步驟，重點講解瞭化學機械拋光（CMP）在獲得納米級錶麵平整度中的作用。同時，討論瞭晶圓的清洗技術，如RCA清洗、ASMI清洗等，強調瞭超淨環境和痕量金屬控製的重要性，以減少工藝中的汙染物引入。 第三章：薄膜沉積技術 全麵梳理瞭用於微納器件製造的各種薄膜沉積技術。物理氣相沉積（PVD）包括蒸鍍（Evaporation）和濺射（Sputtering），詳細介紹瞭其工作原理、設備結構、工藝參數（如真空度、靶材、功率、濺射角度）的調節及其對薄膜厚度、均勻性、緻密性、附著力和結晶度的影響。化學氣相沉積（CVD）部分，重點講解瞭低壓化學氣相沉積（LPCVD）、等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）和原子層沉積（ALD）的機理。ALD因其原子級的自限性生長機製，在精確控製薄膜厚度和實現高縱橫比結構填充方麵的優勢被重點強調，並列舉瞭其在柵介質、阻擋層等關鍵應用。 第四章：光刻技術原理與發展 係統介紹瞭光刻作為微納器件製造中最核心的圖形轉移技術。詳細闡述瞭接觸式光刻、接近式光刻、投影式光刻的工作原理，並著重講解瞭步進式和掃描式（Steppers and Scanners）投影光刻係統的構成和發展。深入分析瞭光刻膠的化學原理、曝光機製、顯影過程以及分辨率、套刻精度等關鍵指標。對深紫外（DUV）光刻（如193nm ArF）和極紫外（EUV）光刻（13.5nm）技術進行瞭詳細介紹，包括光源、光學係統、掩模版、光刻膠的挑戰與發展方嚮，以及對未來超高密度集成電路製造的意義。 第二部分：微納結構加工技術 本部分深入探討瞭如何利用各種乾濕法刻蝕技術，以及晶體生長、薄膜圖案化等多種手段，在晶圓上精確構建齣所需的微納器件結構。 第五章：乾法刻蝕技術 重點介紹瞭等離子體刻蝕（Plasma Etching）的物理和化學機理。詳細講解瞭反應離子刻蝕（RIE）、電感耦閤等離子體刻蝕（ICP-RIE）等主流技術。分析瞭等離子體組分（如反應氣體、添加氣體）、工藝參數（如氣壓、功率、溫度、偏壓）對刻蝕速率、選擇比、各嚮異性（Profile control）的影響。重點闡述瞭其在矽、氧化物、氮化物、金屬等材料刻蝕中的應用，以及如何實現高深寬比（HAR）結構的刻蝕。 第六章：濕法刻蝕技術 闡述瞭濕法刻蝕的化學反應機理，包括氧化-還原反應、絡閤反應等。介紹瞭不同腐蝕液（如HF、H3PO4、H2SO4、NH4OH等）對不同材料的選擇性。詳細講解瞭濕法刻蝕的優勢（如成本低、設備簡單）和劣勢（如選擇性不高、易産生側壁腐蝕、難以實現高精度圖形）。重點介紹瞭其在矽深槽刻蝕（如KOH、TMAH）、氧化物拋光等方麵的應用。 第七章：薄膜圖案化與集成 本章將光刻和刻蝕技術結閤，詳細闡述瞭完整的薄膜圖案化流程，即“光刻—刻蝕—光刻膠去除”的循環。探討瞭正性膠和負性膠在圖案化中的應用。重點介紹瞭金屬互連綫、柵極結構、通孔（Via）等關鍵結構的形成過程。同時，引入瞭“濺射沉積—提升光刻—刻蝕”的濺射提升（Lift-off）技術，以及在微納製造中如何實現復雜多層結構的精確對準和堆疊。 第八章：其他微納加工技術 除瞭主流的光刻和刻蝕技術，本章還介紹瞭一些新興或特定的微納加工手段。包括電子束光刻（EBL）和離子束光刻（IBL）的原理、優勢（高分辨率）和局限性（低效率），在研發和小批量生産中的應用。介紹瞭聚焦離子束（FIB）技術在精密加工、材料去除、缺陷修補和原位錶徵方麵的獨特作用。此外，還簡述瞭激光直寫、納米壓印（NIL）等技術，並分析瞭它們在特定微納結構製造中的潛力和應用場景。 第三部分：微納器件類型與製造 本部分將前麵介紹的基礎製造工藝與特定類型的微納器件相結閤，深入解析瞭不同器件的製造流程、關鍵工藝節點以及性能優化策略。 第九章：MOSFET及其先進製造工藝 係統介紹瞭金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）的結構、工作原理和發展曆程。重點講解瞭CMOS（互補金屬氧化物半導體）技術的製造流程，包括阱區形成、溝道摻雜、柵極形成（包括功函數可調的金屬柵極）、源漏摻雜、接觸孔形成和金屬互連。深入討論瞭先進MOSFET器件的製造挑戰，如短溝道效應、亞閾擺幅（Subthreshold Swing）的限製，以及FinFET（鰭式場效應晶體管）和GAA（Gate-All-Around）晶體管等三維結構器件的製造技術，闡述瞭其在提升性能和減小功耗方麵的優勢。 第十章：Bipolar晶體管與BiCMOS技術 介紹瞭雙極結型晶體管（Bipolar Junction Transistor, BJT）的工作原理、特性麯綫及其在高速模擬電路中的應用。詳細闡述瞭BiCMOS（雙極CMOS）技術，即同時將BJT和CMOS電路集成在同一芯片上的製造工藝。分析瞭BiCMOS技術在提升混閤信號IC性能（如高頻特性、驅動能力）方麵的優勢，以及其在製造過程中涉及的特殊工藝步驟，如異質結雙極晶體管（HBT）的製造。 第十一章：微機電係統（MEMS）製造 聚焦於MEMS器件的獨特製造工藝。根據MEMS器件的結構特點，將製造工藝分為“體矽微加工”（Bulk Micromachining）和“錶麵矽微加工”（Surface Micromachining）。詳細介紹瞭這兩種工藝的原理、優缺點以及常用的材料和工藝步驟。例如，體矽微加工常用於製造位移大的結構，如懸臂梁、薄膜。錶麵矽微加工則常用於製造復雜的二維或三維微結構，如微鏡、微泵。討論瞭MEMS器件中常用到的微執行器（如靜電、壓電、熱驅動）和微傳感器的製造技術。 第十二章：光電子器件製造 深入講解瞭LED、激光器、光電探測器等光電子器件的製造工藝。對於LED和激光器，重點介紹瞭外延生長技術（如MOCVD、MBE）在製備多量子阱（MQW）結構中的作用，以及p-n結的形成、光刻、刻蝕、鈍化和金屬化工藝。對於光電探測器，闡述瞭不同類型的探測器（如PIN、APD）的結構及其製造過程，強調瞭材料選擇對器件響應波長和探測效率的影響。 第十三章：先進封裝與三維集成 本章著眼於後摩爾時代器件的集成與互連。介紹瞭先進封裝技術，如晶圓級封裝（WLP）、凸點陣列封裝（BGA）、扇齣型晶圓級封裝（FOPLP）等。詳細闡述瞭三維集成（3D IC）技術，包括堆疊裸片（Stacking Dies）、矽通孔（TSV, Through-Silicon Via）的製造及其與前道工藝的協同。討論瞭晶圓鍵閤（Wafer Bonding）、局部氧化（LOCOS）等關鍵工藝在三維集成中的作用，以及如何實現器件之間的電氣連接和熱管理。 第四部分：微納器件性能錶徵與可靠性 本部分強調瞭對製造齣的微納器件進行精確測量、性能評估以及確保其長期穩定運行的重要性。 第十四章：光學顯微成像與量測 介紹瞭光學顯微鏡在微納器件製造中的應用，包括明場、暗場、相襯、微分乾涉等成像技術。重點講解瞭光學測量技術，如關鍵尺寸（CD）測量、綫寬測量、形貌測量等，以及使用CD-SEM（掃描電子顯微鏡）和AFM（原子力顯微鏡）進行納米級尺寸測量的方法。 第十五章：電子顯微學與光譜學錶徵 深入探討瞭掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）在微納結構形貌、截麵分析、材料成分和結晶度錶徵中的作用。詳細介紹瞭能量色散X射綫譜（EDX/EDS）和波長色散X射綫譜（WDX/WDS）在元素成分分析中的應用。同時，闡述瞭X射綫衍射（XRD）、X射綫光電子能譜（XPS）等技術在材料結構和錶麵化學態分析中的重要性。 第十六章：電學特性測試與分析 係統介紹瞭微納器件的電學參數測試方法，包括I-V（電流-電壓）特性麯綫、C-V（電容-電壓）特性麯綫、跨導、閾值電壓、亞閾擺幅、漏電流、擊穿電壓等關鍵指標的測量。闡述瞭在晶圓級測試（Wafer Level Test）和封裝後測試（Package Level Test）中使用的設備和技術，以及統計分析在器件性能分布評估中的作用。 第十七章：器件可靠性與失效分析 討論瞭微納器件在實際工作環境中的可靠性問題，包括熱應力、電遷移、柵氧化層擊穿、ESD（靜電放電）等。介紹瞭加速壽命試驗（ALT）方法，如高溫偏壓（HTPB）、高溫高濕（HHG）試驗。詳細闡述瞭失效模式的識彆和分析方法，如顯微鏡檢查、截麵分析、電學故障定位等，為提升器件的長期穩定性和可靠性提供指導。 第五部分：前沿技術與未來展望 本部分將目光投嚮微納器件製造的未來發展趨勢，探討瞭新興技術和潛在的突破性方嚮。 第十八章：先進光刻技術進展 進一步深化對EUV光刻的討論，包括多重曝光技術（Multi-patterning）、EUV光刻膠的最新進展、光學鄰近效應修正（OPC）和圖案化依賴性修正（PDC）等。探討瞭下一代光刻技術，如High-NA EUV（高數值孔徑EUV）的原理、挑戰和實現路徑。 第十九章：新型納米材料與器件 關注瞭材料科學在微納器件製造中的驅動作用。深入探討瞭二維材料（如MXenes、黑磷）在高性能晶體管、傳感器和柔性電子器件中的應用潛力。介紹瞭量子點、納米綫、納米顆粒等納米材料的製備方法及其在光電器件、生物醫學和催化領域的創新應用。 第二十章：人工智能與機器學習在製造中的應用 展望瞭人工智能（AI）和機器學習（ML）在微納器件製造中的變革性作用。探討瞭AI/ML在工藝參數優化、缺陷檢測與預測、良率提升、設備維護預測以及新材料設計等方麵的應用。介紹瞭數據驅動的工藝控製（Data-Driven Process Control）和智能製造（Smart Manufacturing）的理念。 總結 《微納器件的精密製造與錶徵》（第二版）力求為讀者提供一個係統、全麵、深入的學習和研究平颱。本書內容嚴謹，邏輯清晰，結閤瞭理論闡述和實際應用，輔以豐富的圖例和案例，希望能幫助讀者深刻理解微納器件製造的復雜性與精妙性，掌握關鍵技術，並激發在微納器件領域的創新靈感。

評分☆☆☆☆☆

這是一本厚重的參考書，對於需要深入瞭解半導體製造的任何一個環節的人來說，都極具價值。書中對各種納米技術的闡述，如量子點、納米綫、二維材料等在集成電路製造中的潛在應用，以及相關的製備和錶徵技術，都進行瞭比較前沿的介紹。我尤其關注瞭關於柵極工程、溝道材料選擇以及先進互連技術等章節，這些都是影響芯片性能和功耗的關鍵因素。書中對不同材料的物理化學性質、在納米尺度下的行為特徵，以及如何通過精確控製來構建高性能晶體管的詳細論述，給我留下瞭深刻的印象。例如，在談到高介電常數（High-k）柵介質材料時，書中不僅介紹瞭其種類和性能優勢，還詳細分析瞭界麵態的控製、金屬柵電極的兼容性以及相關工藝集成中的挑戰。這對於理解現代CMOS技術的發展趨勢和麵臨的瓶頸非常有幫助。雖然某些部分的研究成果可能尚未完全商業化，但對於瞭解未來技術發展方嚮和前沿研究領域，本書提供瞭非常寶貴的參考信息。它鼓勵讀者跳齣固有的思維模式，去探索和思考新的可能性。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在半導體行業摸爬滾打多年的工程師，手頭關於IC製造的書籍不下數十本，但真正讓我覺得能時時翻閱、受益匪淺的卻不多。《納米集成電路製造工藝（第2版）》無疑是其中之一。從目錄上看，這本書幾乎覆蓋瞭從前端晶圓製備到後端封裝的整個流程，而且對每一環節的原理、工藝步驟、關鍵設備、以及常見的良率提升策略都進行瞭深入淺齣的闡述。尤其吸引我的是，它在介紹一些前沿納米技術時，並沒有僅僅停留在概念層麵，而是詳細講解瞭這些技術在實際生産中的應用難點和解決方案，這對於我們這些一綫研發人員來說，價值連城。書中對工藝參數的控製、材料的選擇、以及雜質的預防都進行瞭細緻的分析，讀起來仿佛身臨其境，能夠真切地感受到每一個微小環節對最終産品性能的影響。雖然我還沒能完全消化其中的所有內容，但僅僅是前幾章關於光刻、刻蝕和薄膜沉積的講解，就為我解決近期工作中遇到的一個睏擾多年的技術難題提供瞭新的思路。這本書的邏輯清晰，語言專業但易於理解，配圖也非常精細，極大地提升瞭閱讀體驗。我非常期待能隨著對這本書的深入學習，進一步提升自己在納米集成電路製造領域的專業技能。

評分☆☆☆☆☆

這是一本非常有深度和廣度的技術專著，如果想在集成電路製造領域深耕，這本書絕對是不可或缺的參考資料。其在材料科學、物理學、化學以及工程學等多個學科交叉領域的整閤能力非常齣色。作者對於納米尺度下各種物理化學效應的深刻洞察，以及如何將其轉化為可控的製造工藝，是本書最核心的價值所在。例如，在介紹原子層沉積（ALD）時，書中不僅給齣瞭反應機理，還深入分析瞭不同前驅體選擇、溫度、壓力等參數對薄膜質量的影響，以及ALD在製造高深寬比納米結構時的優勢。對於那些追求極緻性能和微縮極限的工程師而言，這部分內容無疑是寶貴的財富。此外，書中對先進光刻技術，如EUV（極紫外光）的原理、光源技術、掩模版製造、以及光刻膠的研發進展都有詳盡的介紹，這對於理解下一代芯片製造的瓶頸和發展方嚮至關重要。雖然某些章節涉及的理論推導和數學模型對於非專業人士可能稍顯復雜，但整體而言，本書在保證學術嚴謹性的同時，也兼顧瞭工程實踐的可操作性，是一部將理論研究與産業應用緊密結閤的典範之作。

評分☆☆☆☆☆

對於我這種喜歡追溯事物本質的人來說，《納米集成電路製造工藝（第2版）》提供瞭一個絕佳的視角。它不僅僅是介紹“怎麼做”，更重要的是深入剖析瞭“為什麼這樣做”。書中對每一種工藝步驟的起源、發展、以及不斷優化的邏輯都進行瞭細緻的梳理。比如，在講到刻蝕工藝時，不僅僅列舉瞭乾法刻蝕和濕法刻蝕的不同，還詳細分析瞭等離子體刻蝕的物理和化學機理，以及如何通過調整氣體組分、功率、頻率等參數來控製刻蝕速率、選擇比和各嚮異性。這種層層剝繭的講解方式，讓我能夠更透徹地理解不同工藝參數對最終器件結構的影響，從而在遇到工藝問題時，能夠從根本上找到癥結所在。書中還穿插瞭一些曆史性的案例分析，展現瞭科學傢和工程師們是如何一步步剋服技術難題，推動集成電路製造技術嚮前發展的，這讓我在學習枯燥的工藝知識的同時，也感受到瞭科技進步的魅力和挑戰。讀完這本書，我感覺自己對集成電路製造的理解不再是停留在錶麵的操作層麵，而是上升到瞭對原理和機理的深刻認知。

評分☆☆☆☆☆

作為一名剛入職不久的集成電路設計初學者，我對製造工藝的瞭解尚顯匱乏，往往在設計完成後，對其能否順利流片、成品率如何心中沒底。偶然間聽聞《納米集成電路製造工藝（第2版）》這本書，抱著試一試的心態入手。沒想到，這本書帶給我的驚喜遠超預期。它以一種非常友好的方式，將原本在我看來晦澀難懂的製造流程，分解成一個個可理解的單元。從矽的提純到最終的芯片封裝，每一步的意義、目的、以及涉及的關鍵技術都介紹得清清楚楚。特彆是對於一些我設計中經常會遇到的版圖規則和設計約束，書中都有詳細的解釋，讓我能更深刻地理解為何要有這些規則，以及違反這些規則可能帶來的後果。舉個例子，書中對CMP（化學機械拋光）的講解，讓我明白瞭為何平坦化如此重要，以及不同的CMP配方和工藝參數對錶麵形貌的影響，這在我後續的設計中，對於考慮金屬層布綫的平整度有瞭全新的認識。這本書並沒有像某些教科書那樣隻關注理論，而是大量引入瞭實際的工藝流程和可能齣現的缺陷，這讓我能夠更好地將設計思維與製造現實相結閤，設計齣更易於製造、良率更高的芯片。