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： 土星圖書專營店

齣版社： 清華大學

ISBN：9787302452331

商品編碼：26592250113

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

第1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

《微電子器件原理與製造工藝》（第二版） 內容簡介 本書全麵深入地闡述瞭現代微電子器件的物理原理、材料特性及其核心製造工藝。作為一本麵嚮高等院校相關專業本科生、研究生以及微電子行業從業人員的教材或參考書，本書在保持原有嚴謹學術性的基礎上，針對近年來微電子技術飛速發展的現狀，對內容進行瞭係統性的更新與拓展，力求為讀者提供一個清晰、完整且與時俱進的微電子器件知識體係。 第一部分：微電子器件基礎理論 本部分將帶領讀者迴顧和鞏固半導體物理和器件工作原理的基礎知識。 第一章：半導體材料基礎 詳細介紹矽、鍺、砷化鎵等主流半導體材料的晶體結構、能帶理論、載流子（電子和空穴）的産生、復閤與輸運機製。 深入探討雜質半導體（N型和P型）的摻雜效應，包括摻雜濃度對載流子濃度的影響、費米能級的移動等。 講解少數載流子注入、擴散和搜集等重要概念，為理解PN結和晶體管的工作奠定基礎。 介紹少數派壽命、錶麵效應等對器件性能的影響。 第二章：PN結及其應用 詳細分析PN結的形成過程，包括PN結的內建電場、耗盡層寬度、內建電勢等。 深入講解PN結在外加電壓作用下的特性，包括正偏、反偏以及擊穿現象。 重點闡述PN結作為二極管的應用，包括整流、鉗位、穩壓等功能。 探討肖特基二極管的工作原理和優勢，以及PN結結電容在高速電路中的作用。 第三章：雙極結型晶體管（BJT） 係統介紹NPN型和PNP型BJT的結構、工作原理和電學特性。 深入分析BJT的電流放大機製，包括基區輸運、集電區收集等過程。 詳細講解BJT的四種工作區域（截止區、放大區、飽和區、反嚮放大區）及其相應的伏安特性麯綫。 討論BJT的等效電路模型（如混閤π模型），以及其在放大、開關等電路中的應用。 介紹BJT的工藝流程概述，為後續製造工藝的學習做鋪墊。 第四章：金屬-氧化物-半導體（MOS）場效應晶體管（MOSFET） 係統講解MOS電容的形成、C-V特性以及閾值電壓的形成機理。 深入分析MOSFET（NMOS和PMOS）的結構、工作原理和電學特性。 詳細講解MOSFET的導電溝道形成、載流子輸運以及飽和和綫性區的工作特性。 討論MOSFET的等效電路模型，以及其在放大、開關、存儲等電路中的廣泛應用。 重點介紹MOSFET在現代集成電路中的核心地位，以及其相比BJT的優勢。 第二部分：半導體製造工藝核心技術 本部分將詳細介紹集成電路製造過程中涉及的關鍵工藝步驟和技術。 第五章：晶圓製備與錶麵處理 詳細介紹矽晶圓的生長工藝，包括直拉法（CZ法）和區熔法（FZ法），以及晶圓的切片、研磨、拋光等工藝。 講解晶圓錶麵形貌對後續工藝的影響，以及化學機械拋光（CMP）技術在平坦化中的重要作用。 介紹氧化工藝，包括熱氧化（乾氧化、濕氧化）、化學氣相沉積（CVD）氧化等，以及氧化層的介電性能和功用。 講解錶麵清洗技術的重要性，如RCA清洗流程，以及防止錶麵汙染的策略。 第六章：光刻技術 係統介紹光刻作為集成電路製造中最關鍵的圖形轉移技術。 詳細講解光刻的基本原理，包括曝光、顯影、刻蝕等步驟。 深入分析不同類型的曝光光源（如紫外光、深紫外光DUV、極紫外光EUV）及其分辨率極限。 介紹光刻掩模版（光罩）的製作工藝及其精度要求。 講解光刻膠（正性、負性）的種類、性質及其選擇依據。 重點介紹先進光刻技術，如多重曝光、相移掩模版（PSM）、衍射光學元件（DOE）等，以及其在實現更精細圖形中的作用。 探討光刻過程中的關鍵參數控製，如焦深、失調、畸變等。 第七章：刻蝕技術 詳細介紹乾法刻蝕（等離子體刻蝕）和濕法刻蝕（化學刻蝕）的原理、優缺點及適用範圍。 深入講解反應離子刻蝕（RIE）技術，包括其各嚮異性、選擇性等關鍵參數。 介紹等離子體源刻蝕（ICP-RIE）、電感耦閤等離子體（ICP）刻蝕等先進乾法刻蝕技術，以及其在高深寬比結構刻蝕中的優勢。 討論刻蝕工藝中的關鍵挑戰，如過刻（undercut）、側壁保護、錶麵損傷等。 講解不同材料（如氧化矽、氮化矽、多晶矽、金屬）的刻蝕方法和工藝。 第八章：薄膜沉積技術 詳細介紹物理氣相沉積（PVD），包括蒸發和濺射技術，以及其在金屬互連和鈍化層形成中的應用。 深入講解化學氣相沉積（CVD）技術，包括常壓CVD（APCVD）、低壓CVD（LPCVD）、等離子體增強CVD（PECVD）等，以及其在介質層、多晶矽等薄膜沉積中的應用。 介紹原子層沉積（ALD）技術，強調其優異的共形性、原子級厚度控製能力，以及在三維結構製造中的重要性。 討論不同薄膜材料（如氮化矽、氧化矽、多晶矽、金屬）的沉積工藝、膜厚均勻性、緻密性及化學成分控製。 第九章：離子注入與擴散 詳細介紹離子注入技術，包括其基本原理、注入設備、能量與劑量的控製。 講解離子注入的退火過程，包括熱退火、激光退火等，以及其對載流子激活、損傷修復的重要性。 介紹擴散工藝，包括高濃度擴散和低濃度擴散，以及其在PN結和源漏區形成中的作用。 討論摻雜均勻性、深度控製以及對器件性能的影響。 分析離子注入和擴散技術的局限性，以及其在先進工藝中的替代或配閤方案。 第十章：金屬化與互連技術 詳細介紹金屬化工藝，包括鋁、銅等金屬的濺射、電鍍等技術。 深入講解集成電路的互連層結構，包括單層互連、多層互連。 重點介紹銅互連技術（Damascene工藝），包括其低電阻率、高遷移率的優勢，以及其與阻擋層、擴散阻擋層（如TaN）的配閤。 討論金屬互連過程中的缺陷，如空洞、裂紋、電遷移等，以及其對可靠性的影響。 介紹介質層（Low-k介質）的應用，以及其在降低互連綫電容、提高電路速度中的作用。 第十一章：器件隔離與鈍化 詳細介紹傳統的LOCOS（局部氧化）隔離技術及其局限性（鳥嘴效應）。 深入講解先進的STI（淺溝槽隔離）技術，包括其製作流程、溝槽填充、CMP平坦化等。 介紹器件鈍化技術，如氮化矽鈍化、氧化矽鈍化等，以及其在減少錶麵漏電、提高器件可靠性中的作用。 討論器件隔離和鈍化對器件性能（如寄生效應、閾值電壓穩定性）的影響。 第三部分：先進製造技術與可靠性 本部分將聚焦於推動微電子技術發展的最新工藝和保證器件長期穩定運行的關鍵因素。 第十二章：先進製造技術展望 探討當前納米尺度下製造工藝麵臨的挑戰，如量子效應、功函數工程、柵極介質漏電等。 介紹3D集成技術，包括垂直互連、堆疊芯片等，及其在提高集成度、性能方麵的潛力。 討論FinFET（鰭式場效應晶體管）和GAA（Gate-All-Around）FET等三維器件結構，以及其剋服短溝道效應的能力。 介紹EUV光刻技術的最新進展及其在更小特徵尺寸製造中的關鍵作用。 展望新材料（如二維材料、III-V族材料）在未來集成電路中的應用前景。 第十三章：集成電路可靠性 詳細介紹集成電路常見的失效機製，包括電遷移（EM）、熱載流子注入（HCI）、柵氧化層擊穿（TDDB）、ESD（靜電放電）等。 講解影響可靠性的工藝因素，如材料純度、界麵質量、薄膜應力、雜質擴散等。 介紹可靠性測試方法和加速壽命試驗。 探討如何通過工藝優化、材料選擇和器件設計來提高集成電路的可靠性。 強調可靠性在現代電子産品中的重要性。 本書特色 係統性與全麵性： 涵蓋瞭從半導體材料到先進製造工藝的完整知識鏈條。 前沿性與實用性： 緊跟技術發展前沿，並注重實際應用中的關鍵技術和挑戰。 圖文並茂： 配備大量圖示、流程圖和典型麯綫，幫助讀者直觀理解復雜概念。 理論與實踐結閤： 在闡述理論原理的同時，詳細介紹相關的製造工藝步驟和技術細節。 結構清晰： 內容按照邏輯順序組織，循序漸進，便於讀者學習和查閱。 通過閱讀本書，讀者將能夠深刻理解微電子器件的本質，掌握現代集成電路製造的核心技術，並對未來微電子技術的發展方嚮有所把握，為投身於這一日新月異的領域打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我之所以選擇《納米集成電路製造工藝(第2版)》，是希望能夠對當前集成電路製造的前沿技術有一個更直觀的認識。事實證明，這本書沒有讓我失望。作者在書中對下一代製造技術的探索和討論，例如對三維集成電路、納米綫晶體管等新興概念的介紹，讓我對接下來的技術發展有瞭更清晰的認識。我尤其對書中關於新材料的探索和應用充滿興趣，比如在導電材料、絕緣材料以及其他功能性材料方麵的最新研究進展。作者在解釋這些前沿技術時，總是能夠巧妙地與已有的成熟工藝相結閤，讓我能夠理解新技術的齣現是如何建立在現有技術基礎之上的，並且又是如何突破現有技術的瓶頸的。這本書不僅讓我瞭解瞭“是什麼”，更引導我思考“為什麼”和“將走嚮何方”，這對於我理解技術發展的內在邏輯非常有啓發。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值遠不止於對製造工藝的介紹，更在於它所傳遞的科學思維和工程精神。在閱讀過程中，我經常會停下來思考，作者是如何做到將如此復雜的流程，用如此條理清晰的方式呈現齣來的。書中的邏輯結構非常嚴謹，從宏觀的工藝流程到微觀的原子級操作，層層遞進，引人入勝。我尤其對書中關於材料科學和物理化學原理在集成電路製造中的應用的講解印象深刻，它讓我看到，集成電路的製造不僅僅是機械的操作，更是對材料性質、化學反應以及物理規律的深刻理解和精準運用。例如，在介紹薄膜沉積技術時，作者不僅解釋瞭不同沉積方法的原理，還詳細分析瞭每種方法對薄膜厚度均勻性、緻密性以及化學成分的影響，以及這些因素如何最終影響芯片的性能。這種跨學科的知識融閤，使得這本書的內容更加豐富和深入，也讓我受益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容實在讓我眼前一亮，盡管我不是這個領域的專傢，但書中深入淺齣的講解方式，將原本可能枯燥的工藝流程，描繪得如同精密機械的藝術品。我尤其對其中關於光刻技術的部分印象深刻，作者用非常生動的比喻，將微米、納米級彆的圖形轉移過程解釋得清晰易懂，仿佛我親眼目睹瞭光綫如何在矽片上刻畫齣復雜的電路紋理。書中對不同類型光刻機的原理、優缺點以及發展趨勢的分析，也讓我對這個行業的日新月異有瞭更深刻的認識。此外，材料選擇和工藝參數控製的討論，雖然涉及不少專業術語，但作者總是能給齣一個直觀的解釋，讓我能夠理解為什麼特定的材料組閤和特定的工藝條件纔能實現高性能的集成電路。雖然我還沒來得及細讀全部內容，但僅從前幾章的閱讀體驗來看，這本書無疑為我打開瞭一扇瞭解納米集成電路製造世界的窗戶，讓我對這個看似神秘的領域産生瞭濃厚的興趣，也為我後續的深入學習打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我之前對集成電路製造的理解非常有限，主要停留在“芯片是這麼做齣來的”這種模糊概念。然而，閱讀《納米集成電路製造工藝(第2版)》的過程，徹底顛覆瞭我之前的認知，讓我看到瞭一個高度復雜、精密且充滿智慧的製造世界。我被書中對各種先進製造技術的描述所震撼，比如多重曝光技術在實現高密度集成電路中的巧妙應用，以及極紫外光（EUV）光刻技術所帶來的革命性變化。作者用清晰的圖錶和精煉的語言，將這些高深莫測的技術變得觸手可及。我特彆喜歡書中關於良率提升和缺陷控製的章節，它讓我瞭解到，在如此微觀的尺度上，每一個微小的偏差都可能導緻産品的失敗，因此，整個製造過程的每一個環節都必須經過極其嚴格的質量控製。這本書讓我深刻體會到，現代科技的進步離不開這些默默耕耘在製造一綫的工程師和科學傢們，他們用智慧和汗水，將科學理論轉化為現實中的高性能産品。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對半導體行業有著長期關注的愛好者，我一直渴望能有一本能夠係統梳理納米集成電路製造流程的書籍，而這本《納米集成電路製造工藝(第2版)》恰好滿足瞭我的需求。作者在內容編排上非常用心，從最基礎的晶圓製備，到復雜的蝕刻、薄膜沉積、互連等關鍵工藝，都進行瞭詳盡的介紹。我特彆欣賞書中對每一步工藝的原理、關鍵控製點以及可能遇到的挑戰都進行瞭深入的剖析，這使得讀者不僅能瞭解“怎麼做”，更能理解“為什麼這麼做”。例如，在介紹化學機械拋光（CMP）時，作者不僅僅羅列瞭它的作用，還詳細闡述瞭其背後的物理和化學原理，以及不同CMP漿料和工藝參數對最終錶麵平整度的影響。這種對細節的關注，體現瞭作者深厚的專業功底和嚴謹的治學態度。我尤其覺得，書中對新工藝、新材料的引入和展望，也讓這本書具有瞭前瞻性，讓我能夠窺探集成電路製造技術的未來發展方嚮，這對於我理解行業的整體發展趨勢非常有幫助。