集成电路制造工艺技术体系 严利人,周卫 9787030501578 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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严利人，周卫 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030501578

商品编码：29300107452

包装：圆脊精装

出版时间：2017-12-01

基本信息

书名：集成电路制造工艺技术体系

定价：98.00元

作者：严利人,周卫

出版社：科学出版社

出版日期：2017-12-01

ISBN：9787030501578

字数：

页码：

版次：31

装帧：圆脊精装

开本：128开

商品重量：0.4kg

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内容提要

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目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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现代集成电路制造工艺技术体系：基石与前沿 集成电路，作为信息时代的基石，其制造工艺的精进与演化，直接驱动着科技的飞速发展。从微小的芯片到庞大的数据中心，再到万物互联的智能世界，无不闪耀着集成电路的光芒。理解并掌握这一复杂且高度精密的制造体系，对于任何投身于电子信息产业的个体或组织而言，都至关重要。本书旨在全面梳理并深入剖析现代集成电路制造工艺技术的体系架构，勾勒出从基础概念到前沿探索的全景图。 一、 奠基之石：核心工艺单元的解析 集成电路的诞生，是一系列精密化学、物理及工程学原理协同作用的结果。其制造过程并非一蹴而就，而是由多个关键工艺单元层层叠加、协同完成。 硅基底制备与晶圆制造： 集成电路的灵魂载体——硅晶圆，其质量直接影响着最终芯片的性能与良率。本书将详述从高纯度硅原料的提纯（如西门子法、改良西门子法），到单晶硅的生长（如直拉法Czochralski法、区熔法Float-zone法），再到晶棒的切割、研磨、抛光，最终形成具有极高平整度和洁净度的高品质硅晶圆的完整流程。特别会关注晶体缺陷的控制、表面形貌的优化以及杂质的严格管理，这些都是决定芯片性能的关键因素。 氧化与刻蚀： 氧化是形成绝缘层和掩蔽层的重要步骤。无论是热氧化（干氧氧化、湿氧氧化）还是介质氧化（如氮氧化、氢氧化），其生长速率、膜厚均匀性、介电常数以及缺陷密度都将得到细致的探讨。刻蚀技术则是将设计图形精确地转移到硅片上的核心手段。从湿法刻蚀（化学腐蚀）到干法刻蚀（物理溅射、化学反应刻蚀、反应离子刻蚀RIE、感应耦合等离子体刻蚀ICP），本书将深入剖析各种刻蚀方法的机理、优缺点，以及在不同工艺层（如多晶硅、二氧化硅、氮化硅、金属层）中的应用。对刻蚀的精确控制，包括选择性、各向异性、侧壁形貌等，是实现高密度集成和复杂电路设计的基础。 薄膜沉积： 形成各种功能性薄膜层是集成电路制造的关键环节。本书将系统介绍化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）以及原子层沉积（ALD）等主流薄膜沉积技术。对于CVD，将涵盖低压CVD（LPCVD）、等离子体增强CVD（PECVD）、高密度等离子体CVD（HDPCVD）等，分析其沉积机理、薄膜特性（如致密性、应力、导电性、介电常数）。PVD则会聚焦溅射（Sputtering）和蒸发（Evaporation）技术，解释其在金属互连、阻挡层等材料沉积中的作用。ALD作为一种原子级别的精确沉积技术，在栅极介质、高k介电材料等前沿领域的应用将得到重点阐述。 光刻技术： 光刻是决定集成电路特征尺寸和密度的关键工艺。本书将详细阐述光刻技术的演进历程，从早期接触式、接近式光刻，到步进式、扫描式光刻，再到深紫外（DUV）光刻（如KrF、ArF）、浸没式光刻以及极紫外（EUV）光刻。将深入探讨光刻机的光学系统、曝光原理、光刻胶的成分与性能、显影液的选择与工艺优化。同时，会关注分辨率增强技术（RET），如光学邻近效应修正（OPC）、掩模版版式分割（Phase Shift Mask, PSM）、衍射光学元件（DOA）等，这些技术对于在更小的尺寸下实现精确图形转移至关重要。 掺杂技术： 引入杂质以改变半导体材料导电类型和导电率是构成晶体管等器件功能的核心。本书将详细介绍离子注入（Ion Implantation）和扩散（Diffusion）两种主要掺杂技术。对离子注入的能量、剂量、角度控制，以及后续的退火（Annealing）工艺，以激活注入的杂质、修复晶格损伤等，进行深入分析。对于扩散技术，将探讨其在早期工艺中的应用，以及其对掺杂分布的控制特点。 互连技术： 将芯片上的数亿乃至数万亿个晶体管连接起来，形成完整的电路功能，依赖于复杂的多层金属互连结构。本书将深入探讨金属材料的选择（如铝、铜）、金属层形成工艺（如溅射、电镀）、介质层（如二氧化硅、低k介电材料）的形成与平坦化（如化学机械抛光CMP）、以及通孔（Via）和接触孔（Contact Hole）的制作。特别是铜互连中的镶嵌工艺（Damascene Process）以及低k介电材料的应用，对于提高芯片速度和降低功耗具有重要意义。 二、 体系构建：从单工艺到集成 集成电路的制造并非单一工艺的简单叠加，而是一个高度协同、相互影响的复杂体系。本书将超越孤立的工艺单元，从整体的体系化角度来审视制造过程。 工艺流程的编排与优化： 不同的工艺单元必须按照特定的顺序和参数进行编排，才能最终形成功能性的器件和电路。本书将解析典型的CMOS工艺流程，阐述晶体管的形成、栅极氧化、源漏区形成、互连线构建等关键节点的逻辑顺序。同时，会强调工艺流程的优化，包括对每一个工艺参数（如温度、压力、时间、化学品浓度、气体流量等）的精确控制，以达到最佳的器件性能、最高的良率和最低的成本。 良率与可靠性： 集成电路制造是一个极其精密的工业过程，任何微小的偏差都可能导致芯片失效。本书将探讨影响集成电路良率的各种因素，如颗粒污染、工艺波动、材料缺陷、掩模版缺陷等。同时，将深入介绍提高良率的策略，包括洁净室的管理、工艺控制的SPC（Statistical Process Control）、在线检测（In-line Inspection）和离线检测（Offline Metrology）的应用、以及故障分析（Failure Analysis）与失效模式的识别。可靠性是集成电路生命周期的重要考量，本书将涵盖各种加速寿命试验（如高温高湿、高低温循环、电压应力）以及可靠性机理（如电迁移、栅氧化击穿、ESD）的分析。 先进工艺的挑战与解决方案： 随着集成电路特征尺寸的不断缩小，制造工艺面临着前所未有的挑战。本书将聚焦于当前和未来先进工艺的关键技术，例如： FinFET及GAAFET技术： 应对短沟道效应，提升栅极对沟道的控制能力，本书将详细解析鳍式场效应晶体管（FinFET）和全环绕栅场效应晶体管（GAAFET）的结构特点、制造工艺难点以及其在高性能计算和移动设备中的重要作用。 3D集成技术： 突破平面集成瓶颈，实现更高的集成度和性能。将探讨硅通孔（TSV）技术、叠层芯片（Stacking）等三维集成方案，及其在存储器、逻辑芯片等领域的应用前景。 新材料的应用： 例如高k/金属栅极（High-k/Metal Gate）、应变硅（Strained Silicon）、III-V族半导体材料在特定领域的应用，以及新型互连材料的探索，旨在克服现有材料的物理极限。 EUV光刻的推进： 作为下一代光刻技术的关键，EUV光刻面临着光源、掩模版、光学系统和光刻胶等多方面的挑战，本书将对其关键技术和发展现状进行深入分析。 三、 体系的未来：创新驱动与前沿探索 集成电路制造技术的进步是持续不断的创新驱动过程。本书将展望集成电路制造技术的未来发展趋势。 人工智能与大数据在制造中的应用： AI和大数据正在深刻地改变集成电路制造的模式。从工艺参数的智能优化、良率预测与提升，到设备故障的早期诊断，再到新材料和新工艺的研发加速，本书将探讨AI和大数据在提升制造效率、降低成本、提高产品质量方面的巨大潜力。 绿色制造与可持续发展： 随着环保意识的提高，集成电路制造过程中的能耗、化学品使用、废弃物处理等问题日益受到关注。本书将探讨绿色制造理念在集成电路生产中的实践，如减少有害化学品使用、提高能源效率、循环利用等，以实现可持续发展。 面向新兴应用的设计与制造协同： 随着人工智能、5G通信、自动驾驶、物联网等新兴应用的爆发，对集成电路的需求呈现出多样化和定制化的趋势。本书将强调设计与制造的协同（Design-Technology Co-optimization, DTCO），以及面向特定应用场景（如高性能计算、低功耗物联网设备、射频芯片）的定制化制造工艺开发。 结论： 本书旨在为读者提供一个全面、深入且具有前瞻性的集成电路制造工艺技术体系的认知框架。通过对核心工艺单元的细致解析、工艺流程的体系化梳理、先进技术的挑战与解决方案的探讨，以及对未来发展趋势的展望，希望能帮助读者深刻理解集成电路制造的复杂性、精密度与创新性，为投身于这一充满活力和机遇的领域提供坚实的基础和广阔的视野。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，知识的传播不仅仅是信息的传递，更是一种思维方式的启迪。对于集成电路制造这样高度复杂和精密的领域，一本好的技术书籍应该能够帮助读者建立起系统性的思维框架。我希望这本书能够带领我理解不同工艺之间的内在逻辑，它们是如何相互衔接、相互制约的。例如，在讨论光刻工艺时，我希望能够理解它对后续刻蚀工艺的精度要求，以及薄膜沉积工艺是如何为后续的光刻和刻蚀提供必要条件的。这种“从整体到局部，再从局部到整体”的讲解方式，能够帮助读者建立起对整个制造流程的立体认知，而不仅仅是孤立地理解某个单一的工艺步骤。我也期待书中能够提供一些关于工艺演进和技术趋势的讨论，让我能够更好地把握这个行业的未来发展方向，这对于我进行相关的学习和研究都将大有裨益。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我在选择这类专业书籍时，除了内容本身的价值，也非常看重作者的专业背景和写作风格。如果作者是该领域的资深专家，并且拥有丰富的实践经验，那么这本书的可信度和深度就会大大提升。我希望这本书的作者能够用一种既严谨又不失可读性的方式来介绍这些复杂的概念。避免过于枯燥的理论堆砌，而是能够结合实际的案例和工程实践，让读者更容易理解。例如，在讲解某种刻蚀技术时，能否介绍一下它在实际生产中遇到的挑战，以及如何通过工艺优化来解决这些问题？或者在描述光刻胶的化学原理时，能否举例说明不同类型的光刻胶在不同工艺节点下的应用和选择考量？我希望能在这本书中感受到作者的真知灼见，以及他对集成电路制造工艺的深刻洞察，这会大大增加阅读的价值和乐趣。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，一本优秀的技术书籍，应该能够成为连接理论与实践的桥梁。尤其是在集成电路制造这样高度依赖实验和工程经验的领域，理论的讲解如果脱离了实际应用，就显得苍白无力。我希望这本书不仅仅是停留在一堆公式和概念的罗列，而是能够真正地反映集成电路制造的实际操作和工程挑战。例如，在介绍某种关键工艺时，是否能够提及相关的设备型号、工艺参数的控制范围，以及在实际生产中可能出现的良率问题和失效分析？我期待书中能够有一些关于工艺优化、良率提升的讨论，甚至是一些解决工程难题的案例分析。如果能够包含一些图表，生动地展示工艺流程、设备结构或者材料特性，那就更好了。我相信，通过这样的讲解，我不仅能学到知识，更能获得宝贵的工程实践经验，从而更好地理解集成电路制造的精髓。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和纸质都相当不错，拿在手里很有分量，感觉是那种可以沉下心来细细品读的学术专著。封面设计简约大气，书名清晰醒目，透露出一种严谨的专业气息。我尤其喜欢它使用的纸张，厚实且带有一定的韧性，印刷清晰，文字排版也很舒服，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。这一点对于一本技术性如此强的书籍来说，是非常重要的。我原本对集成电路制造这个领域了解不多，但这本书的呈现方式，从视觉和触觉上，都给了我一种专业、可靠的感觉，仿佛它内部蕴含着大量的宝贵知识。我期待它能够带领我一步步走进这个复杂而迷人的微观世界，了解那些精密的工艺流程是如何一步步将硅片变成我们日常生活中不可或缺的电子产品的。整体而言，这本书的物理质感给我留下了深刻的第一印象，这往往是吸引读者深入阅读的良好开端。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对半导体行业有长期关注的人，我总觉得有些核心技术就像是隔着一层薄纱，虽然能看到其大概轮廓，但具体的细节和内在逻辑却难以窥探。这本书的书名就让我产生了这样的联想，它暗示了一种系统性的、贯穿始终的讲解，而不是碎片化的信息堆砌。我希望能在这本书中找到对整个集成电路制造技术体系的完整梳理，从最基础的晶圆制备，到光刻、蚀刻、薄膜沉积、离子注入等关键工艺，再到后期的封装测试，都能够得到深入的阐释。我尤其感兴趣的是这些工艺之间的相互关联和影响，以及它们是如何协同工作，最终实现芯片功能的。我期待书中能够提供清晰的流程图、原理示意图，甚至是一些关键参数的解释，帮助我理解每一步的科学依据和技术难点。这本书的出现，对于我理解整个半导体产业链的运作至想必会起到至关重要的作用。