国外电子与通信教材系列 半导体制造技术 半导体制造基础技术书籍 半导体器件技术 集成电路制造工艺 计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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韩郑生 译

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121260834

商品编码：28796812997

丛书名： 半导体制造技术国外电子与通信教材系列

出版时间：2015-06-01

商品基本信息,请以下列介绍为准
商品名称：	半导体制造技术
作者：	(美)夸克，(美)瑟达 著，韩郑生 等译
市场价：	79
ISBN号：	9787121260834
出版社：	电子工业出版社
商品类型：	图书

其他参考信息（以实物为准）
装帧：平装	开本：16开	语种：中文
出版时间：2015-06	版次：1	页数：
印刷时间：2015-06-01	印次：1	字数：

目录

第1章 半导体产业介绍 目标 1.1 引言 1.2 产业的发展 1.3 电路集成 1.4 集成电路制造 1.5 半导体趋势 1.6 电子时代 1.7 在半导体制造业中的职业 1.8 小结   第2章 半导体材料特性 目标 2.1 引言 2.2 原子结构 2.3 周期表 2.4 材料分类 2.5 硅 2.6 可选择的半导体材料 2.7 小结 第3章 器件技术 目标 3.1 引言 3.2 电路类型 3.3 无源元件结构 3.4 有源元件结构 3.5 CMOS器件的闩锁效应 3.6 集成电路产品 3.7 小结 第4章 硅和硅片制备 目标 4.1 引言 4.2 半导体级硅 4.3 晶体结构 4.4 晶向 4.5 单晶硅生长 4.6 硅中的晶体缺陷 4.7 硅片制备 4.8 质量测量 4.9 外延层 4.10 小结 第5章 半导体制造中的化学品 目标 5.1 引言 5.2 物质形态 5.3 材料的属性 5.4 工艺用化学品 5.5 小结 第6章 硅片制造中的沾污控制 目标 6.1 引言 6.2 沾污的类型 6.3 沾污的源与控制 6.4 硅片湿法清洗 6.5 小结 第7章 测量学和缺陷检查 目标 7.1 引言 7.2 集成电路测量学 7.3 质量测量 7.4 分析设备 7.5 小结 第8章 工艺腔内的气体控制 目标 8.1 引言 8.2 真空 8.3 真空泵 8.4 工艺腔内的气流 8.5 残气分析器 8.6 等离子体 8.7 工艺腔的沾污 8.8 小结 第9章 集成电路制造工艺概况 目标 9.1 引言 9.2 CMOS工艺流程 9.3 CMOS制作步骤 9.4 小结 第10章 氧化 目标 10.1 引言 10.2 氧化膜 10.3 热氧化生长 10.4 高温炉设备 10.5 卧式与立式炉 10.6 氧化工艺 10.7 质量测量 10.8 氧化检查及故障排除 10.9 小结 第11章 淀积 目标 11.1 引言 11.2 膜淀积 11.3 化学气相淀积 11.4 CVD淀积系统 11.5 介质及其性能 11.6 旋涂绝缘介质 11.7 外延 11.8 CVD质量测量 11.9 CVD检查及故障排除 11.10 小结 第12章 金属化 目标 12.1 引言 12.2 金属类型 12.3 金属淀积系统 12.4 金属化方案 12.5 金属化质量测量 12.6 金属化检查及故障排除 12.7 小结 第13章 光刻：气相成底膜到软烘 目标 13.1 引言 13.2 光刻工艺 13.3 光刻工艺的8个基本步骤 13.4 气相成底膜处理 13.5 旋转涂胶 13.6 软烘 13.7 光刻胶质量测量 13.8 光刻胶检查及故障排除 13.9 小结 第14章 光刻：对准和曝光 目标 14.1 引言 14.2 光学光刻 14.3 光刻设备 14.4 混合和匹配 14.5 对准和曝光质量测量 14.6 对准和曝光检查及故障排除 14.7 小结 第15章 光刻：光刻胶显影和先进的光刻技术 目标 15.1 引言 15.2 曝光后烘焙 15.3 显影 15.4 坚膜 15.5 显影检查 15.6 先进的光刻技术 15.7 显影质量测量 15.8 显影检查及故障排除 15.9 小结 第16章 刻蚀 目标 16.1 引言 16.2 刻蚀参数 16.3 干法刻蚀 16.4 等离子体刻蚀反应器 16.5 干法刻蚀的应用 16.6 湿法腐蚀 16.7 刻蚀技术的发展历程 16.8 去除光刻胶 16.9 刻蚀检查 16.10 刻蚀质量测量 16.11 干法刻蚀检查及故障排除 16.12 小结 第17章 离子注入 目标 17.1 引言 17.2 扩散 17.3 离子注入 17.4 离子注入机 17.5 离子注入在工艺集成中的发展趋势 17.6 离子注入质量测量 17.7 离子注入检查及故障排除 17.8 小结 第18章 化学机械平坦化 目标 18.1 引言 18.2 传统的平坦化技术 18.3 化学机械平坦化 18.4 CMP应用 18.5 CMP质量测量 18.6 CMP检查及故障排除 18.7 小结 第19章 硅片测试 目标 19.1 引言 19.2 硅片测试 19.3 测试质量测量 19.4 测试检查及故障排除 19.5 小结 第20章 装配与封装 目标 20.1 引言 20.2 传统装配 20.3 传统封装 20.4 先进的装配与封装 20.5 封装与装配质量测量 20.6 集成电路封装检查及故障排除 20.7 小结 附录A 化学品及安全性 附录B 净化间的沾污控制 附录C 单位 附录D 作为氧化层厚度函数的颜色 附录E 光刻胶化学的概要 附录F 刻蚀化学

精彩内容

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内容简介

本书详细追述了半导体发展的历史并吸收了各种新技术资料，学术界和工业界对本书的评价都很高。全书共分20章，根据应用于半导体制造的主要技术分类来安排章节，包括与半导体制造相关的基础技术信息；总体流程图的工艺模型概况，用流程图将硅片制造的主要领域连接起来；具体讲解每一个主要工艺；集成电路装配和封装的后部工艺概况。此外，各章为读者提供了关于质量测量和故障排除的问题，这些都是会在硅片制造中遇到的实际问题。

作者简介

 

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《半导体制造技术：从硅片到芯片的精密之旅》 一、 引言：电子时代的基石与飞跃 我们生活在一个被电子设备深刻塑造的时代。从智能手机的便捷通信，到高性能计算机的强大运算能力，再到人工智能的飞速发展，这一切的背后都离不开一个核心的驱动力——半导体。而半导体制造技术，正是将无机硅砂转化为精密集成电路的奇妙过程，是现代电子产业的基石，也是推动科技进步的源动力。 本书旨在带领读者深入探索半导体制造的奥秘，揭示从原材料提纯到最终芯片封装的每一个关键环节。我们并非仅仅关注理论的深度，更侧重于实际生产中的技术细节、工艺流程以及对最终产品性能的影响。本书将以一种系统化、层层递进的方式，阐述构成今日电子设备精密心脏的复杂工艺。我们将从最基础的硅片制备出发，逐步深入到光刻、刻蚀、薄膜沉积、离子注入等核心制造工艺，并最终触及芯片的测试与封装。每一项技术都凝聚着无数科学家的智慧与工程师的辛勤付出，是人类挑战微观世界极限的伟大实践。 本书的目标读者群体广泛，包括但不限于： 电子工程、微电子学、材料科学等相关专业的学生： 提供扎实的理论基础和清晰的工艺流程理解，为未来的学习和研究打下坚实基础。 半导体产业从业者： 帮助巩固和拓展在不同工艺环节的专业知识，理解工艺之间的相互关联与影响。 对半导体技术充满好奇的科技爱好者： 以通俗易懂的方式解读复杂的制造过程，激发对科技创新的兴趣。 相关领域的研发人员和管理者： 提供对整个半导体制造产业链的宏观视角，有助于技术决策和战略规划。 我们相信，通过阅读本书，您将能更深刻地理解那些看不见的微小世界是如何孕育出改变世界的电子奇迹的，并对这个日新月异的产业有更全面的认识。 二、 硅片制备：一切的起点 任何复杂的集成电路都必须建立在纯净、完美的基底之上，而这个基底就是硅片（Wafer）。本书将详细阐述从高纯度多晶硅到单晶硅棒，再到最终切割、研磨、抛光成晶圆的过程。 原材料的纯化： 工业级硅提纯至电子级硅（Electronic Grade Silicon, EGS）是至关重要的一步。我们将介绍化学纯化方法，如西门子法（Siemens process）或改良西门子法，以及如何通过多步蒸馏、精炼达到99.9999999%（九个九）乃至更高的纯度。杂质的微小含量都可能对芯片性能产生毁灭性影响。 单晶硅的生长： 纯净的硅被熔化后，如何将其转化为具有特定晶向的单晶硅棒是关键。本书将重点讲解两种主流的单晶生长技术： 直拉法（Czochralski Process, CZ）： 这是目前最常用的方法。我们将详细描述坩埚内的硅熔液、籽晶的引入、提拉速度、旋转速度、温度梯度等参数如何影响晶体直径、晶向以及氧含量和碳含量的控制。 区熔法（Float Zone Process, FZ）： 对于对氧和碳含量要求极高的特殊应用，区熔法则成为首选。我们将解析通过感应加热或电阻加热使一小段硅熔化，并沿着硅棒移动，从而实现硅的纯化和单晶生长。 晶棒的加工与晶圆的制备： 经过生长获得的单晶硅棒需要经过切断、端面研磨、晶向标记（如硅的缺口或扁平面）等工序，然后才能被切成薄薄的圆片——晶圆。随后，晶圆表面需要经过精密的研磨、化学机械抛光（Chemical Mechanical Polishing, CMP）等工艺，达到原子级的平整度，为后续的光刻等工艺做好准备。本书将深入探讨CMP的化学溶液、研磨垫、机械力等因素如何协同作用，以实现极高的表面质量。 三、 光刻技术：绘制微观电路蓝图 光刻（Photolithography）是半导体制造中最核心、最关键的工艺之一，它如同在硅片上绘制电路蓝图，决定了芯片上晶体管和其他元件的尺寸和布局。本书将详细剖析这一精密技术。 光刻的基本原理： 我们将从光学原理出发，解释如何通过掩模版（Mask/Reticle）上的图形，利用光线的曝光和显影过程，将设计好的电路图案转移到涂覆有光刻胶（Photoresist）的硅片表面。 光源的选择与演进： 光源的波长直接决定了能够实现的最小器件尺寸。本书将介绍从早期的汞灯（g-line, i-line）到深紫外（Deep Ultraviolet, DUV）光源（如KrF, ArF），以及目前最先进的极紫外（Extreme Ultraviolet, EUV）光刻技术。我们将深入探讨EUV的挑战，包括光源的产生、反射镜的设计、掩模版的类型（衍射式掩模版）以及其对生产成本和良率的影响。 光刻机的关键组成部分： 从光源系统、照明系统、投影系统（镜头）、对准系统到基板台，我们将逐一解析现代光刻机的精密结构。特别是投影系统的数值孔径（Numerical Aperture, NA）和光学放大率，它们是如何共同决定光刻分辨率的。 掩模版技术： 掩模版是图形转移的“母版”，其精度直接影响芯片的质量。我们将讨论掩模版材料、电子束光刻（E-beam Lithography）在掩模版制造中的应用，以及图形修正（OPC）和多图案化（Multi-patterning）等技术，以克服衍射极限。 光刻胶与显影： 光刻胶的种类（正性光刻胶、负性光刻胶），其敏感度、分辨率、显影液的选择和工艺参数，都是决定图形质量的重要因素。 四、 刻蚀技术：精确移除不需要的部分 光刻确定了“要”的部分，而刻蚀（Etching）则负责“移除”不需要的部分，从而形成立体的三维结构。本书将深入讲解各种刻蚀方法。 干法刻蚀（Dry Etching）： 这是现代半导体制造的主流技术。 反应离子刻蚀（Reactive Ion Etching, RIE）： 我们将详细介绍RIE的工作原理，包括等离子体的产生、活性粒子的输运、化学反应和物理溅射的协同作用，以及如何通过选择合适的刻蚀气体、功率、压力和温度来控制刻蚀速率、各向异性（Anisotropy）和选择比（Selectivity）。 电感耦合等离子体（Inductively Coupled Plasma, ICP）刻蚀： ICP刻蚀能够产生更高密度的等离子体，提高刻蚀速率和均匀性，我们将分析其等离子体产生机制和控制方式。 其他干法刻蚀技术： 如聚焦离子束（Focused Ion Beam, FIB）刻蚀，在研发和修复中的应用。 湿法刻蚀（Wet Etching）： 尽管在精细化制造中应用受限，湿法刻蚀在某些环节仍有重要作用。我们将介绍其基本原理，如化学溶液的选择（如HF, H2SO4, HNO3等），以及其各向同性（Isotropic）的特点及其优缺点。 刻蚀的挑战： 侧壁保护（Sidewall Protection）、底部攻击（Bottom Attack）、深纵横比（Deep Aspect Ratio）的刻蚀等技术难题，以及如何通过工艺优化来解决。 五、 薄膜沉积技术：构建多层结构 芯片的复杂功能依赖于多层不同材料的堆叠，这些材料的形成依赖于各种薄膜沉积技术。 物理气相沉积（Physical Vapor Deposition, PVD）： 溅射（Sputtering）： 这是最常见的PVD方法。我们将详细介绍磁控溅射（Magnetron Sputtering），包括靶材、惰性气体（如Ar）、等离子体，以及如何控制溅射速率、薄膜的致密性、附着力和电阻率。 蒸发（Evaporation）： 电子束蒸发（E-beam Evaporation）、热蒸发（Thermal Evaporation）等方法，在特定材料沉积中的应用。 化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition, CVD）： 低压化学气相沉积（Low Pressure CVD, LPCVD）： 在高温下，反应气体在基板表面发生化学反应，形成薄膜。我们将分析其反应机理、工艺参数（温度、压力、气体流量）对薄膜厚度、均匀性、化学成分和晶体结构的影响。 等离子体增强化学气相沉积（Plasma-Enhanced CVD, PECVD）： 利用等离子体降低反应温度，适用于对高温敏感的材料。我们将探讨等离子体如何激活反应气体，以及PECVD在氮化硅（SiN）、氧化硅（SiO2）等薄膜沉积中的应用。 原子层沉积（Atomic Layer Deposition, ALD）： ALD是一种具有极高精度和优异形貌覆盖性的沉积技术，每次只沉积一层原子。我们将详细阐述ALD的脉冲式进料、自限制反应机制，以及其在沟道层、栅介质等关键层制备中的优势。 其他薄膜技术： 如外延生长（Epitaxy），特别是硅外延（Si Epitaxy）和III-V族化合物半导体外延（如GaAs, InP），用于制备高质量的单晶薄膜。 六、 掺杂技术：赋予半导体导电特性 纯净的硅是绝缘体，必须通过掺杂（Doping）才能获得导电性，并形成PN结，这是晶体管工作的关键。 扩散（Diffusion）： 早期广泛使用的方法，通过高温将掺杂剂原子扩散入硅片。我们将分析其原理、掺杂剂种类（如B, P, As, Sb），以及其在浓度分布和控制方面的局限性。 离子注入（Ion Implantation）： 现代制造的主流掺杂技术。我们将详细讲解离子注入机的原理，包括离子源、加速器、扫描系统和注入末端。重点分析注入能量、剂量、角度等参数如何决定掺杂深度、掺杂浓度和分布。 退火（Annealing）： 离子注入后，需要进行退火处理来激活掺杂剂（使其进入晶格位置）并修复晶格损伤。我们将介绍多种退火技术，如高温炉退火（HTA）、快速热退火（Rapid Thermal Annealing, RTA），以及焦耳热退火（Joule-Heated Annealing, JHA）和激光退火（Laser Annealing）等。 七、 集成电路制造工艺流程的整合与挑战 以上各项工艺并非孤立存在，而是紧密连接，构成一个复杂且严谨的整体制造流程。 典型工艺流程的剖析： 我们将以CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）工艺为例，详细介绍从衬底制备、沟道形成、栅极氧化、栅极形成、源漏区掺杂，到金属互连层形成（多层金属布线）的整个流程。 工艺集成与相互影响： 每一道工序的参数变化，都可能对后续工艺产生连锁反应。我们将探讨工艺集成中的关键考虑，如化学机械抛光（CMP）在平坦化和去除多余材料方面的作用，以及不同金属互连层之间绝缘层的形成。 洁净室环境的重要性： 半导体制造对环境的洁净度要求极高，任何微小的尘埃颗粒都可能导致芯片失效。我们将介绍洁净室的等级、空气过滤系统、防静电措施等。 良率（Yield）与可靠性（Reliability）： 芯片的良率是衡量制造能力的重要指标。我们将探讨影响良率的因素，如工艺缺陷、设备性能、操作失误等，以及提高良率的策略。芯片的可靠性，即在长期使用过程中保持稳定性能的能力，同样是制造工艺需要关注的重点。 先进制造技术的发展趋势： 纳米级器件的挑战，如量子效应、漏电流问题；三维（3D）集成技术，如TSV（Through-Silicon Via）技术；新型半导体材料（如GaN, SiC）的应用；以及对更高集成度和更低功耗的需求，都将推动半导体制造技术的不断革新。 八、 结论：精密制造的未来展望 半导体制造技术是一门高度交叉的学科，融合了物理学、化学、材料学、光学、机械工程、电子工程等多个领域的知识。本书通过对各项关键工艺的深入解析，旨在勾勒出这一精密制造过程的全貌。从最初的硅砂，到如今能够执行复杂计算的芯片，每一步都凝聚着人类智慧的结晶。 未来，随着技术的不断进步，我们有望看到更小的器件尺寸、更低的能耗、更强的性能以及更丰富的应用场景。半导体制造技术将继续引领科技发展的浪潮，为构建一个更智能、更互联的未来奠定坚实的基础。本书期望能为读者打开一扇通往半导体制造世界的大门，激发大家对这个充满挑战与机遇的领域产生更浓厚的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题，《国外电子与通信教材系列：半导体制造技术》，听起来就非常专业和全面。我最感兴趣的部分是“集成电路制造工艺”。我希望这本书能够详细讲解如何将成千上万个晶体管以及其他电子元件，通过一系列复杂的物理和化学过程，精确地“印刷”在一块硅片上。这包括光刻、刻蚀（干法和湿法）、薄膜沉积（PVD、CVD、ALD）、离子注入、化学机械抛光（CMP）、以及最终的金属互连等关键步骤。我期待书中能够解释这些工艺的原理，所使用的设备，以及它们之间的协同关系。比如，光刻的精度如何决定了芯片的集成度，刻蚀的均匀性如何影响器件的性能，以及如何通过多层金属互连来构建复杂的电路。如果书中还能提及一些先进的制造技术，比如3D IC（三维集成电路）的发展，以及对未来制造技术趋势的展望，那就更具前瞻性了。我希望这本书能够提供一个清晰的、结构化的视角，让我能够理解从基础材料到最终芯片的整个复杂制造链条。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我入手这本《国外电子与通信教材系列：半导体制造技术》，主要目标是想深入学习“集成电路制造工艺”的部分。我一直对芯片的“叠方块”过程感到好奇，尤其是光刻技术，究竟是怎么在微米甚至纳米尺度上“画”出如此精密的电路的？这本书在这方面的内容，我希望能看到非常详尽的介绍，包括不同类型的光刻设备（如EUV光刻机）、光刻胶的化学原理、掩模版的制作流程，以及如何通过多次曝光和蚀刻来构建多层结构。另外，“半导体制造基础技术”部分，我也希望能看到关于关键材料的深入分析，比如不同掺杂剂的选择、高介电常数材料（high-k）和金属栅极（metal gate）的引入对器件性能的影响，以及化学机械抛光（CMP）等后处理技术的原理。我期望这本书能够提供足够的技术细节，让我能理解这些工艺的局限性，以及当前技术面临的挑战，比如量子效应的出现、功耗的控制等。如果书中能涉及一些工艺的仿真模拟，或者对良率控制方面有深入探讨，那将对我个人的技术提升大有裨益。

评分☆☆☆☆☆

当我拿到这本《国外电子与通信教材系列：半导体制造技术》后，我首先翻阅了“半导体制造基础技术”和“半导体器件技术”这两个部分。我一直对半导体材料本身的特性以及如何通过掺杂、外延生长等技术来改变其导电性能感到好奇。这本书在这方面的内容，我希望能看到关于硅晶体生长过程的详细描述，包括Czochralski法和Float Zone法的区别与优劣，以及如何控制晶体缺陷。在“半导体器件技术”部分，我期待能够看到对不同器件结构，如NMOS和PMOS的形成过程，以及它们在制造过程中关键工艺参数的影响分析。例如，阈值电压的控制，漏电流的抑制，以及栅极氧化层的质量如何影响器件的可靠性。我希望书中能够提供足够的技术深度，让我理解这些基础技术是如何直接影响到最终集成电路的性能和功耗的。如果书中能有一些实际生产中遇到的问题的案例分析，比如如何排除某种工艺缺陷，或者如何优化某个制程参数以提高良率，那就更具参考价值了。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《国外电子与通信教材系列：半导体制造技术》，我原本以为它会是那种偏向理论、晦涩难懂的教科书。然而，当我开始浏览，特别是看到“半导体制造基础技术”这部分时，我意外地发现其叙述方式相当生动。它并没有上来就抛出一堆公式和图表，而是先从一些更易于理解的概念入手，比如为什么需要高纯度的硅，以及如何从沙子提炼出半导体级别的材料。这种循序渐进的方式，对于我这样并非专业科班出身但对半导体领域充满兴趣的读者来说，简直是福音。我特别喜欢书中对各种物理化学反应的图解，它们清晰地展示了晶体生长、掺杂、氧化等过程。接着，在“半导体器件技术”章节，它对不同类型的半导体器件，如MOSFET、BJT等，是如何在这些制造基础上形成的，进行了详细的解释，并将其与实际应用场景联系起来，让我能直观地感受到这些技术的重要性。而且，“集成电路制造工艺”部分的描述，也并非枯燥的技术罗列，而是带有一定的历史发展脉络，介绍了不同工艺技术的演进，以及它们如何一步步推动了芯片性能的提升。这本书让我觉得，原本遥不可及的半导体制造，其实是可以被清晰地理解和掌握的。

评分☆☆☆☆☆

初次翻开这本《国外电子与通信教材系列：半导体制造技术》，我的期待值是相当高的。毕竟，半导体制造是现代电子产业的基石，而“半导体制造基础技术”和“半导体器件技术”这些关键词，都指向了核心的理论和实践。我一直在寻找一本能够系统性地梳理从材料选择到最终封装的整个流程的书籍。这本书的目录结构，在我看来，应该能够提供一个非常清晰的脉络，帮助我理解不同工艺步骤之间的内在联系。特别是“集成电路制造工艺”这一部分，我希望能深入了解光刻、刻蚀、薄膜沉积等关键技术的原理和发展趋势，以及它们如何协同作用，最终在硅片上构建出复杂的芯片。我也对书中可能涉及到的各种先进制造技术，比如3D TSV（硅通孔）或者 FinFET（鳍式场效应晶体管）等，充满了好奇。我希望它不仅能讲解“是什么”，更能阐述“为什么”，即为何选择某种工艺，其背后的物理和化学原理是什么，以及在实际生产中可能遇到的挑战和解决方案。如果书中还能穿插一些经典案例分析，或者对不同制造节点的优劣进行对比，那就更加完美了。我希望这本书能够为我提供一个扎实的理论基础，同时也兼顾一定的实践指导意义，让我能够更深刻地理解半导体产业的复杂与精妙。