纳米集成电路制造工艺(第2版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张汝京 编

图书标签:

• 纳米技术
• 集成电路
• 制造工艺
• 半导体
• 微电子学
• 工艺流程
• 器件物理
• 材料科学
• 电子工程
• 第二版

店铺： 土星图书专营店

出版社： 清华大学

ISBN：9787302452331

商品编码：26592250113

开本：16

出版时间：2017-01-01

基本信息

• 商品名称：纳米集成电路制造工艺(第2版)
• 作者：编者:张汝京
• 定价：89
• 出版社：清华大学
• ISBN号：9787302452331

其他参考信息（以实物为准）

• 出版时间：2017-01-01
• 印刷时间：2017-01-01
• 版次：2
• 印次：1
• 开本：16开
• 包装：平装
• 页数：471
• 字数：744千字

内容提要

张汝京等编著的《纳米集成电路制造工艺(第2版 )》共分19章，涵盖**集成电路工艺的发展史，集 成电路制造流程、介电薄膜、金属化、光刻、刻蚀、 表面清洁与湿法刻蚀、掺杂、化学机械平坦化，器件 参数与工艺相关性，DFM(Design for Manufacturing)，集成电路检测与分析、集成电路的 可靠性，生产控制，良率提升，芯片测试与芯片封装 等项目和课题。
     **从事半导体产业的科研工作者、技术工作者 和研究生可使用本书作为教科书或参考资料。
    

目录

第1章 半导体器件
1.1 N型半导体和P型半导体
1.2 PN结二极管
1.2.1 PN结自建电压
1.2.2 理想PN结二极管方程
1.3 双极型晶体管
1.4 金属-氧化物-半导体场效应晶体管
1.4.1 线性模型
1.4.2 非线性模型
1.4.3 阈值电压
1.4.4 衬底偏置效应
1.4.5 亚阈值电流
1.4.6 亚阈值理想因子的推导
1.5 CMOS器件面临的挑战
1.6 结型场效应晶体管
1.7 肖特基势垒栅场效应晶体管
1.8 高电子迁移率晶体管
1.9 无结场效应晶体管
1.9.1 圆柱体全包围栅无结场效应晶体管突变耗尽层近似器件模型
1.9.2 圆柱体全包围栅无结场效应晶体管完整器件模型
1.9.3 无结场效应晶体管器件制作
1.10 量子阱场效应晶体管
1.11 小结
参考文献
第2章 集成电路制造工艺发展趋势
2.1 引言
2.2 横向微缩所推动的工艺发展趋势
2.2.1 光刻技术
2.2.2 沟槽填充技术
2.2.3 互连层RC延迟的降低
2.3 纵向微缩所推动的工艺发展趋势
2.3.1 等效栅氧厚度的微缩
2.3.2 源漏工程
2.3.3 自对准硅化物工艺
2.4 弥补几何微缩的等效扩充
2.4.1 高k金属栅
2.4.2 载流子迁移率提高技术
2.5 展望
参考文献
第3章 CMOS逻辑电路及存储器制造流程
3.1 逻辑技术及工艺流程
3.1.1 引言
3.1.2 CMOS工艺流程
3.1.3 适用于高k栅介质和金属栅的栅*后形成或置换金属栅CMOS工艺流程
3.1.4 CMOS与鳍式MOSFET(FinFET)
3.2 存储器技术和制造工艺
3.2.1 概述
3.2.2 DRAM和eDRAM
3.2.3 闪存
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图像传感器
3.3 无结场效应晶体管器件结构与工艺
参考文献
第4章 电介质薄膜沉积工艺
4.1 前言
4.2 氧化膜/氮化膜工艺
4.3 栅极电介质薄膜
4.3.1 栅极氧化介电层-氮氧化硅(SiOxNy)
4.3.2 高k栅极介质
4.4 半导体*缘介质的填充
4.4.1 高密度等离子体化学气相沉积工艺
4.4.2 O3-TEOS的亚常压化学气相沉积工艺
4.5 超低介电常数薄膜
4.5.1 前言
4.5.2 RC delay对器件运算速度的影响
4.5.3 k为2.7～3.0的低介电常数材料
4.5.4 k为2.5的超低介电常数材料
4.5.5 刻蚀停止层与铜阻挡层介电常数材料
参考文献
第5章 应力工程
第6章 金属薄膜沉积工艺及金属化
第7章 光刻技术
第8章 干法刻蚀
第9章 集成电路制造中的污染和清洗技术
**0章 超浅结技术
**1章 化学机械平坦化
**2章 器件参数和工艺相关性
**3章 可制造性设计
**4章 半导体器件失效分析
**5章 集成电路可靠性介绍
**6章 集成电路测量
**7章 良率改善
**8章 测试工程
**9章 芯片封装

《微电子器件原理与制造工艺》（第二版） 内容简介 本书全面深入地阐述了现代微电子器件的物理原理、材料特性及其核心制造工艺。作为一本面向高等院校相关专业本科生、研究生以及微电子行业从业人员的教材或参考书，本书在保持原有严谨学术性的基础上，针对近年来微电子技术飞速发展的现状，对内容进行了系统性的更新与拓展，力求为读者提供一个清晰、完整且与时俱进的微电子器件知识体系。 第一部分：微电子器件基础理论 本部分将带领读者回顾和巩固半导体物理和器件工作原理的基础知识。 第一章：半导体材料基础 详细介绍硅、锗、砷化镓等主流半导体材料的晶体结构、能带理论、载流子（电子和空穴）的产生、复合与输运机制。 深入探讨杂质半导体（N型和P型）的掺杂效应，包括掺杂浓度对载流子浓度的影响、费米能级的移动等。 讲解少数载流子注入、扩散和搜集等重要概念，为理解PN结和晶体管的工作奠定基础。 介绍少数派寿命、表面效应等对器件性能的影响。 第二章：PN结及其应用 详细分析PN结的形成过程，包括PN结的内建电场、耗尽层宽度、内建电势等。 深入讲解PN结在外加电压作用下的特性，包括正偏、反偏以及击穿现象。 重点阐述PN结作为二极管的应用，包括整流、钳位、稳压等功能。 探讨肖特基二极管的工作原理和优势，以及PN结结电容在高速电路中的作用。 第三章：双极结型晶体管（BJT） 系统介绍NPN型和PNP型BJT的结构、工作原理和电学特性。 深入分析BJT的电流放大机制，包括基区输运、集电区收集等过程。 详细讲解BJT的四种工作区域（截止区、放大区、饱和区、反向放大区）及其相应的伏安特性曲线。 讨论BJT的等效电路模型（如混合π模型），以及其在放大、开关等电路中的应用。 介绍BJT的工艺流程概述，为后续制造工艺的学习做铺垫。 第四章：金属-氧化物-半导体（MOS）场效应晶体管（MOSFET） 系统讲解MOS电容的形成、C-V特性以及阈值电压的形成机理。 深入分析MOSFET（NMOS和PMOS）的结构、工作原理和电学特性。 详细讲解MOSFET的导电沟道形成、载流子输运以及饱和和线性区的工作特性。 讨论MOSFET的等效电路模型，以及其在放大、开关、存储等电路中的广泛应用。 重点介绍MOSFET在现代集成电路中的核心地位，以及其相比BJT的优势。 第二部分：半导体制造工艺核心技术 本部分将详细介绍集成电路制造过程中涉及的关键工艺步骤和技术。 第五章：晶圆制备与表面处理 详细介绍硅晶圆的生长工艺，包括直拉法（CZ法）和区熔法（FZ法），以及晶圆的切片、研磨、抛光等工艺。 讲解晶圆表面形貌对后续工艺的影响，以及化学机械抛光（CMP）技术在平坦化中的重要作用。 介绍氧化工艺，包括热氧化（干氧化、湿氧化）、化学气相沉积（CVD）氧化等，以及氧化层的介电性能和功用。 讲解表面清洗技术的重要性，如RCA清洗流程，以及防止表面污染的策略。 第六章：光刻技术 系统介绍光刻作为集成电路制造中最关键的图形转移技术。 详细讲解光刻的基本原理，包括曝光、显影、刻蚀等步骤。 深入分析不同类型的曝光光源（如紫外光、深紫外光DUV、极紫外光EUV）及其分辨率极限。 介绍光刻掩模版（光罩）的制作工艺及其精度要求。 讲解光刻胶（正性、负性）的种类、性质及其选择依据。 重点介绍先进光刻技术，如多重曝光、相移掩模版（PSM）、衍射光学元件（DOE）等，以及其在实现更精细图形中的作用。 探讨光刻过程中的关键参数控制，如焦深、失调、畸变等。 第七章：刻蚀技术 详细介绍干法刻蚀（等离子体刻蚀）和湿法刻蚀（化学刻蚀）的原理、优缺点及适用范围。 深入讲解反应离子刻蚀（RIE）技术，包括其各向异性、选择性等关键参数。 介绍等离子体源刻蚀（ICP-RIE）、电感耦合等离子体（ICP）刻蚀等先进干法刻蚀技术，以及其在高深宽比结构刻蚀中的优势。 讨论刻蚀工艺中的关键挑战，如过刻（undercut）、侧壁保护、表面损伤等。 讲解不同材料（如氧化硅、氮化硅、多晶硅、金属）的刻蚀方法和工艺。 第八章：薄膜沉积技术 详细介绍物理气相沉积（PVD），包括蒸发和溅射技术，以及其在金属互连和钝化层形成中的应用。 深入讲解化学气相沉积（CVD）技术，包括常压CVD（APCVD）、低压CVD（LPCVD）、等离子体增强CVD（PECVD）等，以及其在介质层、多晶硅等薄膜沉积中的应用。 介绍原子层沉积（ALD）技术，强调其优异的共形性、原子级厚度控制能力，以及在三维结构制造中的重要性。 讨论不同薄膜材料（如氮化硅、氧化硅、多晶硅、金属）的沉积工艺、膜厚均匀性、致密性及化学成分控制。 第九章：离子注入与扩散 详细介绍离子注入技术，包括其基本原理、注入设备、能量与剂量的控制。 讲解离子注入的退火过程，包括热退火、激光退火等，以及其对载流子激活、损伤修复的重要性。 介绍扩散工艺，包括高浓度扩散和低浓度扩散，以及其在PN结和源漏区形成中的作用。 讨论掺杂均匀性、深度控制以及对器件性能的影响。 分析离子注入和扩散技术的局限性，以及其在先进工艺中的替代或配合方案。 第十章：金属化与互连技术 详细介绍金属化工艺，包括铝、铜等金属的溅射、电镀等技术。 深入讲解集成电路的互连层结构，包括单层互连、多层互连。 重点介绍铜互连技术（Damascene工艺），包括其低电阻率、高迁移率的优势，以及其与阻挡层、扩散阻挡层（如TaN）的配合。 讨论金属互连过程中的缺陷，如空洞、裂纹、电迁移等，以及其对可靠性的影响。 介绍介质层（Low-k介质）的应用，以及其在降低互连线电容、提高电路速度中的作用。 第十一章：器件隔离与钝化 详细介绍传统的LOCOS（局部氧化）隔离技术及其局限性（鸟嘴效应）。 深入讲解先进的STI（浅沟槽隔离）技术，包括其制作流程、沟槽填充、CMP平坦化等。 介绍器件钝化技术，如氮化硅钝化、氧化硅钝化等，以及其在减少表面漏电、提高器件可靠性中的作用。 讨论器件隔离和钝化对器件性能（如寄生效应、阈值电压稳定性）的影响。 第三部分：先进制造技术与可靠性 本部分将聚焦于推动微电子技术发展的最新工艺和保证器件长期稳定运行的关键因素。 第十二章：先进制造技术展望 探讨当前纳米尺度下制造工艺面临的挑战，如量子效应、功函数工程、栅极介质漏电等。 介绍3D集成技术，包括垂直互连、堆叠芯片等，及其在提高集成度、性能方面的潜力。 讨论FinFET（鳍式场效应晶体管）和GAA（Gate-All-Around）FET等三维器件结构，以及其克服短沟道效应的能力。 介绍EUV光刻技术的最新进展及其在更小特征尺寸制造中的关键作用。 展望新材料（如二维材料、III-V族材料）在未来集成电路中的应用前景。 第十三章：集成电路可靠性 详细介绍集成电路常见的失效机制，包括电迁移（EM）、热载流子注入（HCI）、栅氧化层击穿（TDDB）、ESD（静电放电）等。 讲解影响可靠性的工艺因素，如材料纯度、界面质量、薄膜应力、杂质扩散等。 介绍可靠性测试方法和加速寿命试验。 探讨如何通过工艺优化、材料选择和器件设计来提高集成电路的可靠性。 强调可靠性在现代电子产品中的重要性。 本书特色 系统性与全面性： 涵盖了从半导体材料到先进制造工艺的完整知识链条。 前沿性与实用性： 紧跟技术发展前沿，并注重实际应用中的关键技术和挑战。 图文并茂： 配备大量图示、流程图和典型曲线，帮助读者直观理解复杂概念。 理论与实践结合： 在阐述理论原理的同时，详细介绍相关的制造工艺步骤和技术细节。 结构清晰： 内容按照逻辑顺序组织，循序渐进，便于读者学习和查阅。 通过阅读本书，读者将能够深刻理解微电子器件的本质，掌握现代集成电路制造的核心技术，并对未来微电子技术的发展方向有所把握，为投身于这一日新月异的领域打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我之所以选择《纳米集成电路制造工艺(第2版)》，是希望能够对当前集成电路制造的前沿技术有一个更直观的认识。事实证明，这本书没有让我失望。作者在书中对下一代制造技术的探索和讨论，例如对三维集成电路、纳米线晶体管等新兴概念的介绍，让我对接下来的技术发展有了更清晰的认识。我尤其对书中关于新材料的探索和应用充满兴趣，比如在导电材料、绝缘材料以及其他功能性材料方面的最新研究进展。作者在解释这些前沿技术时，总是能够巧妙地与已有的成熟工艺相结合，让我能够理解新技术的出现是如何建立在现有技术基础之上的，并且又是如何突破现有技术的瓶颈的。这本书不仅让我了解了“是什么”，更引导我思考“为什么”和“将走向何方”，这对于我理解技术发展的内在逻辑非常有启发。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我之前对集成电路制造的理解非常有限，主要停留在“芯片是这么做出来的”这种模糊概念。然而，阅读《纳米集成电路制造工艺(第2版)》的过程，彻底颠覆了我之前的认知，让我看到了一个高度复杂、精密且充满智慧的制造世界。我被书中对各种先进制造技术的描述所震撼，比如多重曝光技术在实现高密度集成电路中的巧妙应用，以及极紫外光（EUV）光刻技术所带来的革命性变化。作者用清晰的图表和精炼的语言，将这些高深莫测的技术变得触手可及。我特别喜欢书中关于良率提升和缺陷控制的章节，它让我了解到，在如此微观的尺度上，每一个微小的偏差都可能导致产品的失败，因此，整个制造过程的每一个环节都必须经过极其严格的质量控制。这本书让我深刻体会到，现代科技的进步离不开这些默默耕耘在制造一线的工程师和科学家们，他们用智慧和汗水，将科学理论转化为现实中的高性能产品。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对半导体行业有着长期关注的爱好者，我一直渴望能有一本能够系统梳理纳米集成电路制造流程的书籍，而这本《纳米集成电路制造工艺(第2版)》恰好满足了我的需求。作者在内容编排上非常用心，从最基础的晶圆制备，到复杂的蚀刻、薄膜沉积、互连等关键工艺，都进行了详尽的介绍。我特别欣赏书中对每一步工艺的原理、关键控制点以及可能遇到的挑战都进行了深入的剖析，这使得读者不仅能了解“怎么做”，更能理解“为什么这么做”。例如，在介绍化学机械抛光（CMP）时，作者不仅仅罗列了它的作用，还详细阐述了其背后的物理和化学原理，以及不同CMP浆料和工艺参数对最终表面平整度的影响。这种对细节的关注，体现了作者深厚的专业功底和严谨的治学态度。我尤其觉得，书中对新工艺、新材料的引入和展望，也让这本书具有了前瞻性，让我能够窥探集成电路制造技术的未来发展方向，这对于我理解行业的整体发展趋势非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值远不止于对制造工艺的介绍，更在于它所传递的科学思维和工程精神。在阅读过程中，我经常会停下来思考，作者是如何做到将如此复杂的流程，用如此条理清晰的方式呈现出来的。书中的逻辑结构非常严谨，从宏观的工艺流程到微观的原子级操作，层层递进，引人入胜。我尤其对书中关于材料科学和物理化学原理在集成电路制造中的应用的讲解印象深刻，它让我看到，集成电路的制造不仅仅是机械的操作，更是对材料性质、化学反应以及物理规律的深刻理解和精准运用。例如，在介绍薄膜沉积技术时，作者不仅解释了不同沉积方法的原理，还详细分析了每种方法对薄膜厚度均匀性、致密性以及化学成分的影响，以及这些因素如何最终影响芯片的性能。这种跨学科的知识融合，使得这本书的内容更加丰富和深入，也让我受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容实在让我眼前一亮，尽管我不是这个领域的专家，但书中深入浅出的讲解方式，将原本可能枯燥的工艺流程，描绘得如同精密机械的艺术品。我尤其对其中关于光刻技术的部分印象深刻，作者用非常生动的比喻，将微米、纳米级别的图形转移过程解释得清晰易懂，仿佛我亲眼目睹了光线如何在硅片上刻画出复杂的电路纹理。书中对不同类型光刻机的原理、优缺点以及发展趋势的分析，也让我对这个行业的日新月异有了更深刻的认识。此外，材料选择和工艺参数控制的讨论，虽然涉及不少专业术语，但作者总是能给出一个直观的解释，让我能够理解为什么特定的材料组合和特定的工艺条件才能实现高性能的集成电路。虽然我还没来得及细读全部内容，但仅从前几章的阅读体验来看，这本书无疑为我打开了一扇了解纳米集成电路制造世界的窗户，让我对这个看似神秘的领域产生了浓厚的兴趣，也为我后续的深入学习打下了坚实的基础。