集成電路製造技術教程 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李惠軍著 著

圖書標籤:

• 集成電路
• 芯片製造
• 半導體
• 工藝流程
• 器件物理
• 材料科學
• 微電子學
• 製造工藝
• 電子工程
• IC製造

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302370321

商品編碼：29692582087

包裝：平裝

齣版時間：2014-09-01

基本信息

書名:集成電路製造技術教程

：39.00元

售價：28.5元,便宜10.5元,摺扣73

作者:李惠軍著

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2014-09-01

ISBN：9787302370321

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

李惠軍編著的這本《集成電路製造技術教程》本 著深入淺齣、通俗易懂、內容全麵、操作性強等編寫 原則，簡化瞭不少理論性的推導及內容， 使得本書接近於一本較為實用的工具書特徵，既符閤 本科院校的係統化教學需要，又適用於高等高職高專 類院校的可操作性要求，也可用於半導體器件及集成 電路芯片晶圓製造企業的技術培訓。
本課程教學內容講授現代集成電路製造基礎工藝 ，重點闡述核心及關鍵製造工藝的基本原理。教學 內容共分為15章。前9章以常規平麵工藝為主要教學 內容，包括：集成製造技術基礎；矽材料及襯 備；外延生長工藝原理；氧化介質薄膜生長；半導體 的高溫摻雜；離子注入低溫摻雜；薄膜氣相澱積工 藝；圖形光刻工藝原理；掩膜製備工藝原理等章節。
後6章包括：超大規模集成工藝；集成結構測試圖 形；電路管芯鍵閤封裝；工藝過程理化分析；管芯失 效及可靠性；芯片産業質量管理等教學內容。
本書內容豐富、文字簡練、圖文並茂、結閤實際 ，較為詳盡地闡述瞭當代集成電路製造領域的核心知 識 點。本課程教學安排為三學分（48學時）為宜，任課 教師可根據本校的教學大綱設置適當取捨教學內容， 統 籌教學學時的安排。

目錄

作者介紹

李惠軍，山東日照人。1952年生於濟南。1975年畢業於南京郵電學院一係半導體器件專業。現為山東大學信息科學與工程學院教授、碩士研究生導師，兼任山東大學孟完微電子研發中心主任。中國電子學會《CIE）高級會員，信息産業部《微納電子技術》特邀編委。 主要教學與科研方嚮超大規模集成電路製造工藝技術的研究；超大規模專用集成電路（ASIC）的一體化設計研究：超大規模集成電路SOC（片上係統）芯片的下CAD一體化設計、仿真與優化研究深亞微米，超深亞微米及納米集成化器件ICCAD工藝級與器件物理級可製造性設計領域的碩究。 近年來，承擔並完成瞭三項省、部級科研與教學立項。曾獲山東省科學技術進步二等奬一項，山東省省教委科技進步一等奬一項，山東省省級教學成果一等奬一項。山東省省級教學成果二等奬一項{均為首位）。 近五年來，獨立編著、主編著作四部：1《計算機輔助設計在微電子技術領域中的應用》ISBN7—5636—1365—x（獨立編著），石油大學齣版社；2《集成電路製造技術》ISBN7—90033—29—x（主編），山東省齣版總社；3《集成電路工藝設計仿真與教學平颱》ISBN7—900313—99—O（主編），山東電子音像齣版社；4《現代集成電路製造技術一原理與實踐》多媒體．交互式、立體化教程ISBN47—89496—924—9（主編），電子工業齣版社。近十年，發錶學術論文七十餘篇。

文摘

序言

《芯片的脈絡：從矽晶到精密器件的奇跡之旅》 在當今數字化的浪潮中，幾乎所有的電子設備都依賴於一顆顆微小而強大的“大腦”——集成電路。它們滲透在生活的方方麵麵，從智能手機的便捷交互，到汽車導航的精準指引，再到醫療設備的關鍵診斷，乃至航空航天的宏偉探索，集成電路無處不在，默默支撐著現代社會的運轉。然而，這看似尋常的微小芯片，其背後卻蘊藏著一段漫長、復雜且精密的製造史詩。本書《芯片的脈絡》將帶您深入探尋集成電路從最初的原材料——純淨的矽晶，到最終形態——功能各異的精密器件，這一令人驚嘆的轉化過程。 本書並非直接講解集成電路的製造工藝流程，而是緻力於描繪集成電路産業的宏觀圖景，並從更廣闊的視角揭示其發展脈絡、技術挑戰、産業生態以及對人類社會産生的深遠影響。我們將目光投嚮那些塑造瞭半導體世界格局的關鍵性技術突破，那些推動著摩爾定律不斷前進的創新思維，以及那些塑造瞭全球産業鏈協同與競爭的商業力量。 第一部分：孕育奇跡的源頭——矽晶的奧秘與提煉 集成電路的基石是矽，一種在自然界廣泛存在的元素。然而，用於製造芯片的矽，並非隨處可見的沙子。本書將首先深入探討電子級高純矽的提煉過程。我們將追溯從石英砂到冶金級矽，再到化學純化，最終獲得具有九個九（9N）以上純度的多晶矽的過程。這個過程涉及復雜的化學反應、精密的物理分離技術，以及對雜質控製的極緻追求。您將瞭解到，即便極其微量的雜質，也足以讓數以億計的晶體管失效，因此，每一步的提煉都至關重要。 隨後，本書將介紹如何將這些高純多晶矽熔煉並生長成巨大的單晶矽棒。這一過程，即直拉法（Czochralski method）或區熔法（Float-zone method），是獲得具有完美晶格結構的矽晶體的關鍵。我們將詳細解析晶體生長過程中對溫度、氣氛、拉速等參數的精確控製，以及如何避免位錯等缺陷的産生。最終，這些巨大的矽棒將被切割成薄如蟬翼的矽晶圓（wafer），它們就是承載未來電路的畫布。 第二部分：繪製微觀世界的藍圖——光刻技術的演進與挑戰 集成電路的製造核心在於將設計好的電路圖形“繪製”到矽晶圓上。而光刻（lithography）技術，則是實現這一微觀世界藍圖繪製的關鍵。本書將深入剖析光刻技術的發展曆程，從早期的接觸式光刻，到投影光刻，再到當今最尖端的深紫外（DUV）光刻和極紫外（EUV）光刻。 我們將重點介紹光刻技術的原理，包括光源的選擇（如汞燈、準分子激光、EUV光源）、掩模版（mask/reticle）的製作、投影物鏡的設計以及光刻膠（photoresist）材料的化學特性。您將瞭解到，隨著芯片集成度的不斷提高，特徵尺寸不斷縮小，光刻技術麵臨著前所未有的挑戰，例如衍射效應、瑞利準則的限製等。本書將探討各種先進光刻技術，如多重曝光、計算光刻（computational lithography）、先進掩模版技術（如相移掩模版OPC）等，是如何剋服這些挑戰，實現納米級甚至亞納米級圖形的精確定位的。 第三部分：塑形電路的鬼斧神工——蝕刻與薄膜沉積的藝術 光刻技術決定瞭圖形的“繪製”，而蝕刻（etching）技術則負責將這些圖形“雕刻”到矽晶圓上，移除不需要的部分，形成電路的溝槽和層級。本書將詳細介紹乾法蝕刻（dry etching）和濕法蝕刻（wet etching）的原理與應用。我們將重點關注等離子體蝕刻（plasma etching）技術，它以其高方嚮性、高選擇性和高精度而成為現代芯片製造的主流。您將瞭解到，不同的蝕刻氣體、等離子體特性以及反應腔設計，都會對蝕刻的圖形形狀、側壁形貌以及材料去除效率産生顯著影響。 與此同時，薄膜沉積（thin-film deposition）技術是為芯片構建層疊結構的關鍵。本書將介紹多種重要的薄膜沉積方法，包括化學氣相沉積（CVD）、物理氣相沉積（PVD）、原子層沉積（ALD）等。您將瞭解到，這些技術如何將各種導電材料（如鋁、銅）、絕緣材料（如二氧化矽、氮化矽）和半導體材料（如多晶矽）以極高的精度和均勻性沉積在矽晶圓錶麵，從而構建齣復雜的三維電路結構。我們將探討不同沉積技術的優缺點，以及它們在特定工藝步驟中的應用。 第四部分：連接世界的脈絡——互連技術與金屬化 在一個完整的集成電路中，成韆上萬甚至數十億個晶體管需要通過復雜的金屬導綫相互連接，纔能實現信息的高效傳輸和處理。本書將深入探討集成電路中的互連技術（interconnect technology），這是芯片性能和功耗的關鍵瓶頸之一。 我們將追溯互連技術的發展，從早期的鋁互連，到如今廣泛應用的銅互連。您將瞭解到，銅互連技術為何能夠取代鋁，以及銅互連在化學機械拋光（CMP）和阻擋層/擴散阻擋層（barrier/liner）技術方麵的挑戰與創新。本書還將介紹先進的多層金屬互連結構，以及如何通過介電層（dielectric layer）的材料選擇、鑲嵌式（damascene）工藝等技術，實現高密度、低寄生效應的互連網絡。此外，我們還將觸及三維集成（3D integration）等新興互連技術，它們為突破平麵集成電路的性能極限提供瞭新的可能。 第五部分：品質的守護者——測試、封裝與可靠性 集成電路製造的最後環節，是確保其功能正常、性能達標以及長期可靠。本書將聚焦於集成電路的測試（testing）、封裝（packaging）以及可靠性（reliability）技術。 在芯片製造的各個階段，都會進行嚴格的測試，以識彆和剔除不閤格的晶圓和芯片。我們將介紹晶圓測試（wafer sort）和最終測試（final test）的方法，包括電氣參數測試、功能測試以及故障診斷技術。 封裝是將裸露的芯片保護起來，並與外部電路進行電氣連接的關鍵步驟。本書將介紹多種封裝形式，從傳統的引綫框架封裝（leadframe package），到現代的球柵陣列封裝（BGA）、芯片級封裝（CSP）以及更先進的倒裝芯片（flip-chip）和扇齣型晶圓級封裝（FOWLP）等。您將瞭解到，封裝技術不僅關乎芯片的物理保護，還對芯片的散熱、信號完整性和整體性能産生重要影響。 最後，本書將探討集成電路的可靠性問題。我們將分析芯片在長期使用過程中可能遇到的各種失效機製，如電遷移（electromigration）、熱應力（thermal stress）、隧道效應（tunneling effect）等。我們將介紹為提高芯片可靠性所采取的設計和製造上的考量，以及相關的可靠性測試方法。 結語：驅動未來的力量 《芯片的脈絡》旨在為您呈現一幅關於集成電路製造背後所蘊含的深厚科學、精密工程和前沿技術的全景圖。本書迴避瞭純粹的技術參數和工藝流程的枯燥羅列，而是側重於揭示每一項關鍵技術所要解決的科學原理、所麵臨的挑戰以及其背後驅動的創新力量。通過瞭解這些，讀者將能更深刻地理解，正是這些看似微不足道的“脈絡”，匯聚成瞭驅動我們現代社會前進的強大動力。它不僅關乎技術，更關乎人類智慧的結晶，以及我們對未來世界的無限想象。

評分☆☆☆☆☆

這本書的參考文獻和擴展閱讀部分的質量，也是我極為看重的一點。一本好的技術書籍，應該是一扇通往更廣闊知識海洋的門，而不是終點。翻閱目錄和附錄，我驚喜地發現作者引用瞭大量近五年內的頂級期刊論文、IEDM和VLSI Symposium的會議報告，以及行業標準文檔。這錶明作者在撰寫過程中，絕非是簡單地復述已有的教科書內容，而是真正站在瞭當前技術前沿進行總結和提煉。更貼心的是，對於一些涉及前沿材料（如新型高k/金屬柵極）或突破性概念（如量子點TSV集成）的部分，作者不僅進行瞭簡要介紹，還明確指齣瞭哪些是當前研究的熱點和難點，並推薦瞭相應的深入閱讀方嚮。這對於像我這樣希望將所學知識轉化為前沿研發動力的人來說，提供瞭清晰的下一步行動指南。它成功地在“基礎教育”和“前沿探索”之間找到瞭完美的平衡點，讓這本書的生命周期遠超一般的教材範疇。

評分☆☆☆☆☆

我最近在嘗試對半導體製造流程進行一次全麵的梳理和係統性的知識更新，手裏翻閱瞭好幾本行業內的參考書，但坦白說，很多書要麼過於側重理論推導，讓實踐經驗匱乏的我感到頭疼，要麼就是內容過於陳舊，跟不上當前12英寸晶圓和極紫外光刻（EUV）的最新進展。然而，閱讀這本《集成電路製造技術教程》的過程，完全打破瞭我的這種預期。它在理論深度上保持瞭足夠的嚴謹性，例如在薄膜沉積的化學氣相反應（CVD）部分，對反應動力學和等離子體特性的討論，展示瞭作者深厚的學術功底。但更讓我驚喜的是，它緊密結閤瞭實際的工廠環境和最新的設備技術。它沒有停留在上世紀的鋁互連時代，而是詳盡地探討瞭銅互連技術的挑戰、大馬士革工藝的細節，以及先進封裝技術（如2.5D/3D集成）的製造難點。這種“理論指導實踐，實踐反哺理論”的編撰思路，使得整本書讀起來脈絡清晰，充滿瞭現實的參考價值。它不僅僅是知識的堆砌，更像是一份充滿洞察力的行業觀察報告，讓人能站在更高的維度去理解每一個製造步驟背後的工程權衡。

評分☆☆☆☆☆

坦白講，作為一名經驗豐富的工藝工程師，我對新教材的“水份”嚮來保持高度警惕。很多號稱“全麵”的教程，讀起來往往發現重點不突齣，對真正決定良率和成本的關鍵瓶頸描述得含糊其辭。但是，這本書在處理“缺陷控製”這一核心環節時，展現齣瞭極高的專業水準。缺陷工程師都知道，良率是製造的生命綫，而這本書在離子注入、刻蝕殘留物清除、以及CMP（化學機械拋光）後的錶麵清潔這幾個最容易産生隱患的工序上，投入瞭大量的篇幅進行深入剖析。它不僅列舉瞭常見的缺陷類型，比如殘留物、劃痕、顆粒物，還詳細描述瞭背後的物理化學成因，並且提供瞭多種檢測手段的原理概述，比如原子力顯微鏡（AFM）和掃描電子顯微鏡（SEM）在缺陷分析中的不同側重。這種層層遞進的分析結構，遠遠超齣瞭傳統教科書停留在“是什麼”的層麵，它真正觸及瞭“為什麼會發生”以及“如何係統性地預防”。讀完相關章節，我感覺自己對晶圓廠中無形戰場的理解又深入瞭一層，極大地鞏固瞭我的工藝排查思路。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和排版確實讓人眼前一亮，封麵設計簡潔卻不失專業感，內頁紙張的質感也很好，閱讀體驗很舒心。我個人非常看重一本技術書籍的易讀性，而這本《集成電路製造技術教程》在這方麵做得相當齣色。它沒有一上來就拋齣那些晦澀難懂的專業術語，而是循序漸進地引導讀者進入微觀世界的奇妙旅程。比如，在介紹光刻工藝時，作者用瞭很多生動的比喻，將復雜的衍射和曝光原理解釋得通俗易懂，即便是初次接觸這個領域的學生，也能很快抓住核心概念。書中的插圖和流程圖繪製得極其精美且準確，很多關鍵步驟的剖麵圖，細節清晰到令人贊嘆，這比單純的文字描述要有效得多。而且，每章節末尾都附帶瞭“思考與實踐”環節，這不僅僅是簡單的知識迴顧，更像是邀請讀者參與到工程師的思維模式中去，去思考“為什麼是這樣設計？”而不是僅僅記住“它是什麼”。這種注重理解而非死記硬背的教學方式，大大提升瞭我的學習興趣和效率。總體來說，它成功地將一個高深莫測的領域，打磨成瞭一本既嚴謹又平易近人的學習指南，非常適閤作為教材或入門自學讀物。

評分☆☆☆☆☆

我之前嘗試通過一些在綫課程和零散的文檔來學習半導體製造，結果就是碎片化嚴重，知識點之間缺乏必要的邏輯橋梁，每次遇到新的概念都感覺像是在空中樓閣上搭建支撐。這本書最大的價值，恰恰在於它構建瞭一個極為穩固和連貫的知識體係框架。它並非簡單地將“光刻”、“刻蝕”、“薄膜”等模塊割裂開來，而是巧妙地將它們編織成一個連續的、相互依賴的流程。例如，在討論高深寬比（HARC）結構刻蝕時，它會自然地迴溯到前道光刻的臨界尺寸（CD）控製問題，以及後續CMP對側壁粗糙度的要求，這種跨工序的聯動性分析，真正體現瞭現代集成電路製造是一個高度耦閤的復雜係統。作者在處理這種復雜性時，保持瞭一種令人佩服的條理性，他總能找到最恰當的切入點，把原本橫跨多個物理領域的知識點，用一條清晰的主綫串聯起來，讓讀者能夠構建起全局觀。這種係統性的思維訓練，比單純掌握單個工藝技術點要寶貴得多。