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| 內容簡介： |
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《半导体工艺与集成电路制造技术》将系统地介绍微电子制造科学原理与工程技术，覆盖集成电路制造所涉及的晶圆材料、扩散、氧化、离子注入、光刻、刻蚀、薄膜淀积、测试及封装等单项工艺，以及以互补金属氧化物半导体(CMOS)集成电路为主线的工艺集成。对单项工艺除了讲述相关的物理和化学原理外，还介绍一些相关的工艺设备。
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| 目錄：
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目录前言第1章 半导体制造绪论 1 1.1 引言 1 1.2 半导体产业史 1 1.3 晶圆制造厂 5 1.3.1 晶圆制备 5 1.3.2 晶圆制造 7 1.3.3 晶圆测试 8 1.3.4 装配与封装 8 1.3.5 终测与考核试验 9 1.4 集成电路 9 1.4.1 集成电路的功能和性能 11 1.4.2 集成电路的可靠性 11 1.4.3 集成电路的制造成本 12 1.5 小结 12 习题 12 参考文献 12 第2章 半导体衬底材料 14 2.1 相图与固溶度 14 2.2 晶体结构 18 2.3 晶体缺陷 19 2.4 晶圆制备及规格 24 2.5 清洗工艺 26 2.5.1 晶圆清洗 26 2.5.2 湿法清洗设备 28 2.5.3 其他清洗方案 31 2.6 小结 32 习题 32 参考文献 33第3章 扩散 36 3.1 扩散方程 37 3.2 杂质扩散机制与扩散效应 38 3.3 扩散工艺 43 3.3.1 固态源扩散 43 3.3.2 液态源扩散 45 3.3.3 气态源扩散 46 3.3.4 快速气相掺杂 46 3.3.5 气体浸没激光掺杂 47 3.4 扩散杂质分布 49 3.4.1 恒定表面源扩散 49 3.4.2 有限表面源扩散 50 3.5 扩散杂质的分析表征 56 3.5.1 薄层电阻 56 3.5.2 迁移率 58 3.5.3 载流子浓度测量 59 3.6 杂质在二氧化硅中的扩散 63 3.7 杂质分布的数值模拟 64 3.8 小结 65 习题 65 参考文献 65 第4章 氧化 68 4.1 SiO2的结构、性质及应用 68 4.1.1 SiO2的结构 68 4.1.2 SiO2的性质 69 4.1.3 SiO2的应用 71 4.2 氧化工艺 76 4.2.1 干氧氧化 76 4.2.2 水汽氧化 76 4.2.3 湿氧氧化 77 4.2.4 氢气和氧气合成氧化 77 4.2.5 快速热氧化 78 4.2.6 高压氧化 81 4.2.7 等离子体氧化 82 4.3 热氧化生长动力学 824.3.1 热氧化动力学模型 82 4.3.2 CMOS技术中对薄氧化层的要求 87 4.4 氧化速率的影响因素 89 4.4.1 氧化剂分压对氧化速率的影响 89 4.4.2 氧化温度对氧化速率的影响 89 4.4.3 晶向对氧化速率的影响 91 4.4.4 掺杂影响 92 4.5 热氧化过程中的杂质再分布 93 4.6 Si-SiO2界面特性 93 4.7 氧化物的分析表征 95 4.7.1 薄膜厚度的测量 95 4.7.2 薄膜缺陷的检测 98 4.8 小结 98 习题 99 参考文献 99 第5章 离子注入 101 5.1 离子注入系统及工艺 101 5.2 离子碰撞及分布 110 5.2.1 核碰撞与电子碰撞理论 110 5.2.2 核阻滞本领和电子阻滞本领 111 5.2.3 投影射程 113 5.2.4 离子分布 114 5.3 离子注入常见问题 117 5.3.1 沟道效应 117 5.3.2 阴影效应 119 5.3.3 离子注入损伤 119 5.3.4 热退火 121 5.3.5 浅结形成 125 5.4 离子注入工艺的应用及进展 126 5.4.1 离子注入工艺的应用 126 5.4.2 离子注入的进展 131 5.5 离子注入的数值模拟134 5.6 小结 135 习题 135 参考文献 136第6章 快速热处理 142 6.1 快速热处理工艺机理与特点 142 6.2 快速热处理关键问题 147 6.2.1 光源与反应腔设计 147 6.2.2 硅片受热不均匀的现象 148 6.2.3 温度测量 149 6.3 快速热处理工艺的应用及发展趋势 150 6.3.1 快速热处理工艺的应用 150 6.3.2 快速热处理工艺的发展趋势 152 6.4 小结 155 习题 155 参考文献 155 第7章 光学光刻 159 7.1 光刻工艺概述 159 7.2 光刻工艺流程 160 7.2.1 衬底预处理 161 7.2.2 旋转涂胶 161 7.2.3 前烘 161 7.2.4 对准与曝光 162 7.2.5 曝光后烘焙 162 7.2.6 显影 162 7.2.7 坚膜 163 7.2.8 显影后检测 163 7.3 曝光光源 163 7.3.1 汞灯 164 7.3.2 准分子激光光源 164 7.4 曝光系统 165 7.4.1 接触式 166 7.4.2 接近式 166 7.4.3 投影式 167 7.4.4 掩模版 170 7.4.5 环境条件 176 7.5 光刻胶 177 7.5.1 光刻胶类型 177 7.5.2 临界调制传输函数 1817.5.3 DQN正胶的典型反应 181 7.5.4 二级曝光效应 183 7.5.5 先进光刻胶 184 7.6 小结 187 习题 187 参考文献 187 第8章 先进光刻 190 8.1 先进光刻机曝光系统 190 8.1.1 浸没式光刻机 190 8.1.2 同轴与离轴照明技术 192 8.2 掩模版工程 195 8.2.1 光学邻近效应修正 195 8.2.2 相移掩模 196 8.3 表面反射和驻波的抑制 197 8.4 电子束光刻 199 8.4.1 直写式电子束光刻 201 8.4.2 电子束光刻的邻近效应 203 8.4.3 多电子束光刻 205 8.4.4 投影式电子束光刻 206 8.5 X射线光刻 206 8.5.1 接近式X射线光刻 207 8.5.2 X射线光刻用掩模版 208 8.5.3 投影式X射线光刻 210 8.6 侧墙转移技术 210 8.7 多重曝光技术 212 8.8 纳米压印 216 8.8.1 模板加工制作技术 216 8.8.2 热压印技术 217 8.8.3 紫外纳米压印技术 218 8.8.4 柔性纳米压印技术 220 8.8.5 其他纳米压印技术 221 8.9 定向自组装光刻技术 221 8.9.1 BCP微相分离原理 222 8.9.2 物理诱导方式 224 8.9.3 化学诱导方式 2258.9.4 图形转移方式 228 8.10 小结 231 习题 232 参考文献 232 第9章 真空、等离子体与刻蚀技术 238 9.1 真空压力范围与真空泵结构 238 9.1.1 活塞式机械泵 239 9.1.2 旋片式机械泵 241 9.1.3 增压器——罗茨泵 241 9.1.4 油扩散泵 242 9.1.5 涡轮分子泵 243 9.1.6 低温吸附泵 244 9.1.7 钛升华泵 244 9.1.8 溅射离子泵 245 9.2 真空密封与压力测量 246 9.2.1 真空密封方式 246 9.2.2 真空测量 247 9.3 等离子体产生 250 9.3.1 直流辉光放电 251 9.3.2 射频放电 254 9.4 刻蚀的基本概念 256 9.5 湿法刻蚀 260 9.5.1 二氧化硅的刻蚀 261 9.5.2 硅的刻蚀 263 9.5.3 氮化硅的刻蚀 264 9.5.4 表面预清洗 265 9.5.5 湿法刻蚀/清洗后量测与表征 266 9.6 干法刻蚀 267 9.6.1 溅射与离子铣刻蚀(纯物理刻蚀) 268 9.6.2 等离子体刻蚀(纯化学刻蚀) 270 9.6.3 反应离子刻蚀(物理+化学刻蚀) 270 9.7 干法刻蚀设备 275 9.7.1 筒型刻蚀设备 275 9.7.2 平行板刻蚀设备：反应离子刻蚀模式 276 9.7.3 干法刻蚀设备的发展 2769.8 常用材料的干法刻蚀280 9.8.1 二氧化硅 280 9.8.2 氮化硅 282 9.8.3 多晶硅 283 9.8.4 干法刻蚀的终点检测 284 9.9 化学机械抛光 286 9.10 小结 292 习题 292 参考文献 293 第10章 物理与化学气相淀积 296 10.1 物理气相淀积：蒸发和溅射 297 10.1.1 蒸发概念与机理 297 10.1.2 常用蒸发技术 302 10.1.3 溅射概念与机理 306 10.1.4 常用溅射技术 313 10.2 化学气相淀积 317 10.2.1 简单的化学气相淀积系统 317 10.2.2 化学气相淀积中的气体动力学 320 10.2.3 淀积速率影响因素 322 10.2.4 化学气相淀积系统分类 324 10.2.5 常用薄膜的化学气相淀积 332 10.3 外延生长 340 10.3.1 外延的基本概念 340 10.3.2 硅气相外延基本原理 341 10.3.3 外延层中杂质分布 345 10.3.4 常用外延技术 348 10.3.5 外延层缺陷与检测 351 10.4 小结 355 习题 356 参考文献 356 第11章 CMOS集成技术：前道工艺 360 11.1 CMOS集成技术介绍 360 11.1.1 CMOS集成电路中晶体管的基本结构和工艺参数 361 11.1.2 集成度提升与摩尔定律 363 11.1.3 晶体管特征尺寸微缩与关键工艺模块 36411.2 关键工艺模块 365 11.2.1 器件参数与沟道注入 365 11.2.2 器件隔离 367 11.2.3 CMOS阱隔离工艺 369 11.2.4 器件中金属–半导体接触技术 370 11.2.5 自对准源漏掺杂 372 11.2.6 CMOS器件源漏寄生电阻与自对准硅化物工艺 373 11.2.7 器件微缩和短沟道效应工艺抑制 374 11.2.8 器件沟道热载流子效应及源漏轻掺杂结构 376 11.2.9 CMOS集成电路闩锁效应与工艺抑制 376 11.3 CMOS主要集成工艺流程 377 11.3.1 集成电路集成工艺演化 377 11.3.2 传统CMOS工艺——0.18μm通用集成工艺 37911.3.3 现代CMOS集成工艺——65nmLP集成工艺 379 11.4 现代先进集成技术 385 11.4.1 先进集成电路工艺发展特点 385 11.4.2 沟道应变工程 386 11.4.3 高k金属栅 389 11.4.4 FinFET 393 11.5 小结 396 习题 396 参考文献 397 第12章 CMOS集成技术：后道工艺 398 12.1 引言 398 12.1.1 CMOS集成电路的互连结构 398 12.1.2 摩尔定律和铜/低k互连 399 12.1.3 对后道工艺的技术要求 400 12.2 器件小型化对互连材料的要求 400 12.2.1 金属互连结构的寄生电阻 401 12.2.2 金属互连结构的可靠性问题 402 12.2.3 金属间寄生电容 403 12.2.4 铜/低k互连取代Al/SiO2互连的必要性 404 12.3 铜互连技术需要解决的关键问题 407 12.3.1 扩散阻挡层 407 12.3.2 大马士革工艺 41112.3.3 低k材料 415 12.4 铜/低k互连工艺 418 12.4.1 扩散阻挡层和铜籽晶层的淀积 418 12.4.2 铜电镀 420 12.4.3 化学机械平坦化 423 12.5 小结和展望 425 习题 426 参考文献 427 第13章 特殊器件集成技术 430 13.1 SOI集成电路技
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