《半导体制造及工艺》系统阐述了半导体制造领域的基础理论、核心工艺与前沿技术发展。全书以半导体材料制备为起点,完整解析单晶硅生长、晶圆加工、薄膜沉积(外延、热氧化、化学气相沉积、物理气相沉积)、掺杂技术(扩散与离子注入)、图形化工艺(光刻与刻蚀)、表面平坦化等全流程制造环节,同时深入探讨CMOS、双极型集成电路等器件的工艺集成方案,以及芯片封装测试的关键技术,以构建起从原材料到终端产品的完整知识体系。内容设计贯穿基础原理与先进工艺,既适合初学者系统掌握半导体制造全链条技术框架,也能助力从业者深化对特定工艺模块的理解,为不同层次读者搭建起理论认知与产业应用的知识桥梁。
样章试读
目录
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前言
第1章 绪论 1
1.1 半导体制造及工艺的定义 1
1.2 半导体制造及工艺的演进历程 2
1.3 半导体制造及工艺的特点 6
1.4 我国半导体科技的发展历程及面临的挑战与机遇 9
1.5 本书内容结构 11
参考文献 12
第2章 单晶硅与硅片制备 14
2.1 硅性质 14
2.2 多晶硅制备 28
2.3 单晶硅生长 28
2.4 硅片加工 37
2.5 延续摩尔定律的应变硅技术 39
2.6 本章小结 44
参考文献 45
第3章 外延 46
3.1 外延概述 46
3.2 气相外延 48
3.3 分子束外延 61
3.4 外延层质量检测 68
3.5 本章小结 73
参考文献 73
第4章 热氧化 74
4.1 二氧化硅薄膜概述 74
4.2 硅的热氧化 78
4.3 初始氧化阶段及薄氧化层制备 89
4.4 氧化层的质量及检测 90
4.5 热氧化技术及其工艺展望 93
4.6 本章小结 99
参考文献 99
第5章 化学气相沉积 100
5.1 化学气相沉积概述 100
5.2 化学气相沉积工艺原理 101
5.3 化学气相沉积工艺方法 110
5.4 二氧化硅薄膜的沉积 123
5.5 氮化硅薄膜的沉积 124
5.6 多晶硅薄膜的沉积 125
5.7 化学气相沉积制备金属及金属化合物薄膜 126
5.8 本章小结 128
参考文献 128
第6章 物理气相沉积 129
6.1 物理气相沉积概述 129
6.2 真空系统及真空的获得 130
6.3 真空蒸镀 135
6.4 溅射技术 141
6.5 物理气相沉积制备金属及化合物薄膜 148
6.6 本章小结 152
参考文献 152
第7章 扩散工艺 153
7.1 扩散工艺的发展历史 153
7.2 扩散机制 154
7.3 晶体中扩散的基本特点与宏观动力学方程 156
7.4 杂质的扩散掺杂 158
7.5 扩散工艺条件与方法 164
7.6 扩散工艺质量检测 165
7.7 本章小结 170
参考文献 170
第8章 离子注入与退火再分布 171
8.1 离子注入概述 171
8.2 离子注入原理 172
8.3 注入离子的分布 178
8.4 注入损伤 187
8.5 热退火 191
8.6 离子注入设备与工艺 195
8.7 离子注入的其他应用 199
8.8 离子注入与热扩散工艺对比 204
8.9 本章小结 205
参考文献 205
第9章 光刻工艺 206
9.1 光刻概述 206
9.2 光刻工艺基本流程 213
9.3 光刻掩模版制造技术 217
9.4 光刻胶 220
9.5 紫外光刻技术 223
9.6 光刻分辨率增强策略 228
9.7 前沿光刻技术的最新进展 232
9.8 新技术展望 235
9.9 本章小结 240
参考文献 241
第10章 刻蚀技术 242
10.1 刻蚀概述 242
10.2 湿法刻蚀技术 246
10.3 干法刻蚀技术 248
10.4 刻蚀装置 252
10.5 刻蚀方法的区分与关联 254
10.6 本章小结 255
参考文献 255
第11章 平坦化工艺 257
11.1 平坦化技术概述 257
11.2 化学机械抛光 258
11.3 化学机械抛光的主要工艺参数 262
11.4 化学机械抛光质量的影响因素 264
11.5 化学机械抛光的应用 265
11.6 终点检测技术及其特点 271
11.7 本章小结 272
参考文献 272
第12章 典型工艺集成 273
12.1 金属化与多层互连 273
12.2 集成电路中的隔离 281
12.3 互补金属氧化物半导体集成电路的工艺集成 281
12.4 双极型集成电路的工艺集成 286
12.5 芯片封装与测试 288
12.6 本章小结 293
参考文献 293
后记 294