本书以微电子器件制造、封装过程为主线,重点阐述学生在集成电路工艺制造和封装技术学习中必须掌握的基础知识和实验方法。
本书主要内容包括制造工艺和芯片封装技术的基础知识及其相应实验的设备结构和工作原理,基础工艺的实验原理、实验设备、实验步骤,微电子器件制造和封装用到的测试实验,以及集成电阻器、集成电容、二极管、肖特基二极管、三极管、铝栅CMOS管、硅栅CMOS管等微电子器件制造和封装的综合实验。全书共有30多个实验,包括芯片制造的前道工艺单项实验、集成工艺实验和封装实验,各类实验相对独立,便于开展分层次教学,不同学校可根据实际实验条件选用。
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目录
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第1章 基础知识 1
1.1 硅片 1
1.2 清洗 2
1.3 氧化 4
1.4 扩散 7
1.5 离子注入 10
1.6 光刻 11
1.7 刻蚀 15
1.8 化学气相沉积 19
1.8.1 常压化学气相沉积 20
1.8.2 低压化学气相沉积 21
1.8.3 等离子体增强化学气相沉积 22
1.9 物理气相沉积 24
1.9.1 电子束蒸发 24
1.9.2 磁控溅射 26
1.10 化学机械抛光 28
1.11 封装技术 31
1.11.1 封装基础知识 31
1.11.2 传统封装工艺 32
1.11.3 封装材料 35
1.11.4 先进封装技术 37
第2章 工艺设备 43
2.1 清洗设备 43
2.1.1 全自动RCA清洗设备 44
2.1.2 干法等离子清洗机 46
2.2 热处理设备 48
2.2.1 氧化设备 49
2.2.2 快速热退火设备 51
2.2.3 快速热处理在集成电路制造中的应用 53
2.3 掺杂设备 54
2.3.1 热扩散设备 54
2.3.2 离子注入设备 57
2.4 微图形化制造设备 61
2.4.1 光刻设备 61
2.4.2 刻蚀设备 64
2.5 薄膜沉积设备 68
2.5.1 PECVD设备 68
2.5.2 LPCVD设备 70
2.5.3 磁控溅射设备 72
2.5.4 电子束蒸发设备 75
2.6 平坦化设备 77
2.7 晶圆减薄设备 81
2.8 划片设备 84
2.8.1 精密机械划片机 84
2.8.2 激光划片机 87
2.9 芯片贴装设备 91
2.10 引线键合设备 95
2.11 塑封设备 99
2.12 打标设备 102
2.12.1 油墨打标机 102
2.12.2 激光打标机 103
第3章 基础工艺实验 106
3.1 清洗工艺实验 106
3.2 氧化工艺实验 108
3.3 扩散工艺实验 110
3.4 离子注入实验 112
3.5 光刻工艺实验 114
3.6 湿法刻蚀工艺实验 116
3.6.1 硅刻蚀 116
3.6.2 二氧化硅薄膜刻蚀 118
3.6.3 氮化硅薄膜刻蚀 119
3.6.4 铝刻蚀 121
3.7 干法刻蚀工艺实验 122
3.8 化学气相沉积镀膜实验 126
3.8.1 LPCVD制备Si?N?、SiO?薄膜及非晶硅薄膜 127
3.8.2 PECVD制备Si?N?、SiO?薄膜及非晶硅薄膜 128
3.9 物理气相沉积法制备金属薄膜实验 130
3.9.1 电子束蒸发工艺实验 130
3.9.2 磁控溅射工艺实验 132
3.10 CMP工艺实验 134
3.11 金属剥离工艺实验 137
3.12 晶圆减薄工艺实验 139
3.13 划片工艺实验 140
3.14 芯片贴装工艺实验 142
3.15 引线键合工艺实验 146
3.16 塑封工艺实验 150
第4章 基础测试实验 154
4.1 材料测试实验 154
4.2 缺陷检测实验 158
4.2.1 光学显微镜检测实验 158
4.2.2 X射线衍射实验 161
4.2.3 扫描电镜分析实验 164
4.2.4 XPS表面分析实验 170
4.3 工艺监控测试 178
4.3.1 台阶仪测试薄膜厚度实验 178
4.3.2 椭圆偏振仪测试薄膜厚度实验 183
4.3.3 二氧化硅薄膜厚度测试实验 188
4.3.4 结深的测量实验 191
4.4 电学性能测试 192
4.4.1 晶体管图示仪 193
4.4.2 探针台 195
4.4.3 晶圆级二极管性能测试实验 196
4.4.4 晶圆级双极型晶体管性能测试实验 198
4.4.5 晶圆级MOS管性能测试实验 201
第5章 微电子器件制造和封装综合实验 204
5.1 集成电阻器制造实验 204
5.2 集成电容器制造实验 209
5.3 二极管制造实验 213
5.4 肖特基二极管制造实验 218
5.5 三极管制造实验 222
5.6 铝栅CMOS管制造实验 228
5.7 硅栅CMOS管制造实验 234
5.8 封装工艺实验 241
参考文献 245