半导体制造工艺 第2版 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张渊 编

图书标签:

• 半导体
• 制造
• 工艺
• 集成电路
• 微电子
• 器件物理
• 材料科学
• 电子工程
• 第二版
• 工业技术

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111507574

版次：2

商品编码：11754539

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： “十二五”职业教育国家规划教材 经全国职业教育教材审定委员会审定 高职高专“十二五”电子信息类专业规划

开本：16开

出版时间：2015-08-01

用纸：胶版纸

页数：252

内容简介

本教材简要介绍了半导体器件基本结构、半导体器件工艺的发展历史、半导体材料基本性质及半导体制造中使用的化学品，以典型的CMOS管的制造实例为基础介绍了集成电路的制造过程及制造过程中对环境的要求及污染的控制。重点介绍了包括清洗、氧化、化学气相淀积、金属化、光刻、刻蚀、掺杂、平坦化几大集成电路制造工艺的工艺原理工艺过程，工艺设备、工艺参数、质量控制及工艺模拟的相关内容。

目录

前言
第1章绪论

1��1引言
1��2基本半导体元器件结构
1��2��1无源元件结构
1��2��2有源器件结构
1��3半导体器件工艺的发展历史
1��4集成电路制造阶段
1��4��1集成电路制造的阶段划分
1��4��2集成电路时代划分
1��4��3集成电路制造的发展趋势
1��5半导体制造企业
1��6基本的半导体材料
1��6��1硅——最常见的半导体
材料
1��6��2半导体级硅
1��6��3单晶硅生长
1��6��4IC制造对衬底材料的
要求
1��6��5晶体缺陷
1��6��6其他半导体材料
1��7半导体制造中使用的化学品
1��8半导体制造的生产环境
1��8��1净化间沾污类型
1��8��2污染源与控制
1��8��3典型的纯水制备方法
本章小结
本章习题

第2章半导体制造工艺概况

2��1引言
2��2器件的隔离
2��2��1PN结隔离
2��2��2绝缘体隔离
2��3双极型集成电路制造工艺
2��4CMOS器件制造工艺
2��4��120世纪80年代的CMOS
工艺技术
2��4��220世纪90年代的CMOS
工艺技术
2��4��321世纪初的CMOS工艺
技术
本章小结
本章习题

第3章清洗工艺

3��1引言
3��2污染物杂质的分类
3��2��1颗粒
3��2��2有机残余物
3��2��3金属污染物
3��2��4需要去除的氧化层
3��3清洗方法
3��3��1RCA清洗
3��3��2稀释RCA清洗
3��3��3IMEC清洗
3��3��4单晶圆清洗
3��3��5干法清洗
3��4常用清洗设备——超声波清洗
设备
3��4��1超声波清洗原理
3��4��2超声波清洗机
3��4��3超声波清洗机的工艺流程
3��4��4超声波清洗机的操作流程
3��4��5其他清洗设备
3��5清洗的质量控制
本章小结
本章习题

第4章氧化

4��1引言
4��2二氧化硅膜的性质
4��3二氧化硅膜的用途
4��4热氧化方法及工艺原理
4��4��1常用热氧化方法及工艺
原理
4��4��2影响氧化速率的因素
4��5氧化设备
4��6氧化工艺操作流程
4��7氧化膜的质量控制
4��7��1氧化膜厚度的测量
4��7��2氧化膜缺陷类型及检测
4��7��3不同方法生成的氧化膜特性
比较
本章小结
本章习题

第5章化学气相淀积

5��1引言
5��1��1薄膜淀积的概念
5��1��2常用的薄膜材料
5��1��3半导体制造中对薄膜的
要求
5��2化学气相淀积（CVD）原理
5��2��1化学气相淀积的概念
5��2��2化学气相淀积的原理
5��3化学气相淀积设备
5��3��1APCVD
5��3��2LPCVD
5��3��3等离子体辅助CVD
5��4CVD工艺流程及设备操作
规范
5��5外延
5��5��1外延的概念、作用、原理
5��5��2外延生长方法
5��5��3硅外延工艺
5��6CVD质量检测
本章小结
本章习题

第6章金属化

6��1引言
6��1��1金属化的概念
6��1��2金属化的作用
6��2金属化类型
6��2��1铝
6��2��2铝铜合金
6��2��3铜
6��2��4阻挡层金属
6��2��5硅化物
6��2��6钨
6��3金属淀积
6��3��1蒸发
6��3��2溅射
6��3��3金属CVD
6��3��4铜电镀
6��4金属化流程
6��4��1传统金属化流程
6��4��2双大马士革流程
6��5金属化质量控制
本章小结
本章习题

第7章光刻

7��1引言
7��1��1光刻的概念
7��1��2光刻的目的
7��1��3光刻的主要参数
7��1��4光刻的曝光光谱
7��1��5光刻的环境条件
7��1��6掩膜版
7��2光刻工艺的基本步骤
7��3正性光刻和负性光刻
7��3��1正性光刻和负性光刻的
概念
7��3��2光刻胶
7��3��3正性光刻和负性光刻的
优缺点
7��4光刻设备简介
7��4��1接触式光刻机
7��4��2接近式光刻机
7��4��3扫描投影光刻机
7��4��4分步重复光刻机
7��4��5步进扫描光刻机
7��5光刻工艺机简介及操作流程
7��5��1URE��2000/25光刻机
简介
7��5��2光刻机操作流程
7��6光刻质量控制
7��6��1光刻胶的质量控制
7��6��2对准和曝光的质量控制
7��6��3显影检查
本章小结
本章习题

第8章刻蚀

8��1引言
8��1��1刻蚀的概念
8��1��2刻蚀的要求
8��2刻蚀工艺
8��2��1湿法刻蚀
8��2��2干法刻蚀
8��2��3两种刻蚀方法的比较
8��3干法刻蚀的应用
8��3��1介质膜的刻蚀
8��3��2多晶硅膜的刻蚀
8��3��3金属的干法刻蚀
8��3��4光刻胶的去除
8��4刻蚀设备
8��5干法刻蚀工艺流程及设备操作
规范
8��6刻蚀的质量控制
本章小结
本章习题

第9章掺杂

9��1引言
9��2扩散
9��2��1扩散原理
9��2��2扩散工艺步骤
9��2��3扩散设备、工艺参数及其
控制
9��2��4常用扩散杂质源
9��3离子注入
9��3��1离子注入原理
9��3��2离子注入的重要参数
9��3��3离子注入掺杂工艺与扩散
掺杂工艺的比较
9��4离子注入机
9��4��1离子注入机的组成及工作
原理
9��4��2离子注入工艺及操作
规范
9��4��3离子注入使用的杂质源及
注意事项
9��5退火
9��6离子注入关键工艺控制
9��7离子注入的应用
9��7��1沟道区及阱区掺杂
9��7��2多晶硅注入
9��7��3源漏区注入
9��8掺杂质量控制
9��8��1结深的测量及分析
9��8��2掺杂浓度的测量
9��8��3污染
本章小结
本章习题

第10章平坦化

10��1引言
10��2传统平坦化技术
10��2��1反刻
10��2��2玻璃回流
10��2��3旋涂玻璃法
10��3化学机械平坦化
10��3��1CMP优点和缺点
10��3��2CMP机理
10��3��3CMP设备
10��3��4CMP工艺流程及工艺
控制
10��3��5CMP应用
10��4CMP质量控制
10��4��1膜厚的测量及非均匀性
分析
10��4��2硅片表面状态的观测方法
及分析
本章小结
本章习题
第11章工艺模拟

11��1引言
11��1��1工艺模型
11��1��2工艺模拟器简介
11��1��3Athena 基础
11��2氧化工艺模拟
11��3淀积工艺模拟
11��4光刻工艺模拟
11��5刻蚀工艺模拟
11��6掺杂工艺模拟
11��6��1扩散工艺模拟
11��6��2离子注入工艺模拟

参考文献

前言/序言

目前集成电路产业的发展日新月异，集成电路(IC)技术已经渗透到国防建设和国民经济发展的各个领域,成为世界第一大产业。随着电路集成工艺技术的日趋成熟 ,集成电路集成度日益提高,已经达到数十亿门 ,芯片最小线宽已缩小到纳米级尺度,同时集成工艺和其他学科相结合,诞生了新的学科。我国集成电路产业发展的宏观环境十分有利：国内集成电路市场需求持续旺盛，产业政策和投资环境持续向好，同时每年众多高校都有大量高素质的相关专业的毕业生，这些因素都促使国内IC产业持续发展。但另一方面，随着集成电路产业高速发展，对人才的需求也不断增加，既需要高水平的IC设计人员，也需要从事一线生产的IC制造专业技术人才。而适合于高职院校，用于培养技能型应用人才的教材十分匮乏，同时，大部分高职院校由于缺乏资金，实验室建设难以满足学生课程实践的需求，这也进一步影响了高职院校微电子技术专业的相关课程的开展。
本教材的编写注重实用性。在编写过程中，从半导体生产企业收集了大量一线生产的素材充实到教材中，并增加了主要的工艺模拟内容，解决了理论与实践脱节的问题。本教材共有11章，介绍了加工环境要求，化学试剂和气体洁净度要求，清洗、氧化、化学气相淀积、金属化、光刻、刻蚀、掺杂和平坦化等工艺过程，并对每一种工艺都详细讲述了工艺的基本原理、操作过程及要求，以及对应的设备等内容。
本教材由东南大学秦明教授主审，在编写过程中得到西安微电子技术研究所从事半导体集成电路研发20年的高级工程师李勇峰的支持，他参与了第1章部分内容的编写工作，在此表示感谢。教材第1章部分内容、第2章由南京信息职业技术学院张渊编写，第3章由南京信息职业技术学院赵丽芳编写，第4章、第8章由常州信息职业技术学院余建编写，第5章、第6章由无锡商业职业技术学院张睿编写，第7章、第11章由南京信息职业技术学院董海青编写，第9章、第10章由南京信息职业技术学院董西英编写。
集成电路产业发展迅速，新工艺、新技术和新设备层出不穷。由于作者的知识面和水平有限，书中难免存在一些不足和疏漏，希望广大读者批评指正。
编者

《半导体制造工艺 第2版》图书简介 内容概述： 《半导体制造工艺 第2版》是一部全面而深入地阐述现代半导体制造关键环节的专业技术书籍。本书旨在为从事半导体研发、生产、设计、以及相关领域工作的工程师、研究人员、学生和技术爱好者提供一个扎实、详尽的知识体系。第二版在第一版的基础上，不仅保留了核心的经典工艺流程，更融入了近年来半导体行业飞速发展所带来的最新技术进展和趋势，力求反映当前最前沿的制造理念和实践。 本书系统地介绍了从硅片制备到最终成品封装的每一个关键工艺步骤。读者将跟随本书的脉络，逐步理解如何将原始的硅晶圆转化为集成电路（IC）芯片。内容涵盖了光刻、刻蚀、薄膜沉积、离子注入、金属化、清洗、检测等一系列复杂而精密的制造过程。同时，本书也深入探讨了这些工艺背后的物理、化学原理，以及它们如何协同作用，共同决定了芯片的性能、可靠性和良率。 核心章节与内容详述： 第一部分：半导体制造基础与硅片制备 第一章：半导体材料与集成电路概览 介绍半导体的基本概念、能带理论及其在电子器件中的应用。 回顾集成电路的发展历程，阐述其在现代科技中的重要地位。 介绍不同半导体材料（如硅、砷化镓、氮化镓等）的特性及其在不同应用领域中的选择考量。 展望半导体技术未来的发展方向，如摩尔定律的演进、新材料的应用、先进封装技术等。 第二章：硅片制备工艺 详述单晶硅的生长过程，包括楚克拉斯基法（CZ法）和直拉法（FZ法）的原理、设备和工艺控制。 介绍硅锭的切割、研磨、抛光等过程，以及晶圆表面的平整度和洁净度要求。 探讨不同直径硅片（如300mm、450mm）的优势与挑战。 介绍硅片的表面处理技术，包括清洗、钝化等，以保证后续工艺的顺利进行。 第二部分：关键制造工艺详解 第三章：光刻技术（Photolithography） 详细解析光刻在集成电路制造中的核心作用——图形转移。 介绍光刻机的基本原理、光源（如深紫外光DUV、极紫外光EUV）的演进及其对分辨率的影响。 深入阐述光刻工艺的各个环节：光刻胶的涂覆、曝光、显影、以及图形的检查。 分析分辨率增强技术（RET），如光学邻近效应修正（OPC）、掩模数据准备（PSM）、多重曝光（ME）等。 讨论EUV光刻技术的最新进展、挑战以及其在先进制程中的应用前景。 第四章：薄膜沉积（Thin Film Deposition） 介绍不同类型薄膜材料（介质膜、导体膜、半导体膜）及其在芯片结构中的功能。 详述物理气相沉积（PVD）方法，包括溅射（Sputtering）和蒸发（Evaporation）的原理、设备和工艺参数控制。 深入讲解化学气相沉积（CVD）方法，包括等离子体增强CVD（PECVD）、低压CVD（LPCVD）、原子层沉积（ALD）等，强调其在薄膜厚度、均匀性和成分控制方面的优势。 讨论化学机械抛光（CMP）在平坦化过程中的重要性，以及其与沉积工艺的协同作用。 第五章：刻蚀技术（Etching） 解析刻蚀在集成电路制造中的作用——去除不需要的材料，形成三维结构。 详细介绍干法刻蚀（Dry Etching）技术，特别是反应离子刻蚀（RIE）及其各种变体（如感应耦合等离子体刻蚀ICP-RIE）。 分析湿法刻蚀（Wet Etching）的原理、应用场景以及与干法刻蚀的互补性。 深入探讨各向异性刻蚀（Anisotropic Etching）和各向同性刻蚀（Isotropic Etching）的区别，以及如何通过工艺控制实现高精度图形转移。 讨论刻蚀过程中可能出现的侧壁保护、反刻（Undercut）等问题及其解决方案。 第六章：离子注入（Ion Implantation） 介绍离子注入作为掺杂半导体材料的主要方法，其精确控制掺杂浓度和深度的能力。 解析离子源、加速器、扫描系统和注入室等离子注入机的组成和工作原理。 详细讨论注入工艺参数（如注入能量、剂量、角度）对半导体电学性能的影响。 介绍退火（Annealing）工艺，包括热退火（Thermal Annealing）、快速热处理（RTP）等，用于激活注入的杂质、修复损伤以及改善晶体结构。 第七章：金属化与互连（Metallization and Interconnect） 阐述金属互连层在构建复杂电路中的关键作用。 介绍铜互连（Copper Interconnect）技术，包括电化学沉积（ECD）和阻挡层/扩散阻挡层（Barrier/Adhesion Layer）的应用。 探讨铝互连（Aluminum Interconnect）及其合金（如Al-Cu）的制备与优缺点。 介绍低介电常数（Low-k）材料的应用，以降低互连线间的寄生电容，提高芯片速度。 讨论多层金属互连的构建技术，包括通孔（Via）和接触孔（Contact）的形成。 第三部分：先进制造技术与质量控制 第八章：先进制造技术与挑战 探讨 FinFET（鳍式场效应晶体管）和 Gate-All-Around（GAA）晶体管等三维器件结构，以及它们的制造工艺特点。 分析纳米压印光刻（Nanoimprint Lithography）等替代光刻技术。 讨论先进封装技术（如3D IC、SiP）对晶圆制造提出的新要求。 分析日益缩小的工艺节点带来的物理极限和技术瓶颈。 第九章：晶圆厂设备与洁净室管理 介绍晶圆厂（Fab）的整体布局和主要设备类型，包括光刻机、刻蚀机、沉积设备、检测设备等。 详细阐述洁净室（Cleanroom）的设计、等级划分、空气过滤系统以及人员和物料的洁净管理。 强调洁净度对半导体制造良率的决定性影响，以及微粒（Particle）和化学污染物（Chemical Contamination）的控制策略。 第十章：半导体器件测试与失效分析 介绍晶圆测试（Wafer Sort/Probe）和成品测试（Final Test）的基本流程和设备。 阐述电学测试、功能测试、可靠性测试（如高温高湿、高加速寿命测试HALT/HASS）等。 探讨集成电路失效模式的分类及其分析方法，如扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、能谱分析（EDX）等。 强调失效分析在工艺改进和提高产品良率中的重要作用。 本书的特色与价值： 系统性与全面性： 本书覆盖了半导体制造的完整流程，从基础的材料到复杂的工艺细节，为读者构建了一个完整的知识框架。 深度与广度： 每一项工艺都进行了深入的原理剖析，并辅以实际应用中的技术细节和挑战。同时，书中也涉及了行业发展的最新趋势和前沿技术。 实践导向： 内容紧密结合实际生产和研发需求，提供了大量工程师在工作中可能遇到的问题和解决方案的思路。 易于理解： 尽管内容专业，但本书在表述上力求清晰、逻辑性强，并配合适量的图示和表格，便于不同背景的读者理解和学习。 面向未来： 第二版尤其关注了当前和未来半导体行业的发展方向，如EUV光刻、先进器件结构、新材料等，帮助读者把握行业脉搏。 《半导体制造工艺 第2版》不仅仅是一本教科书，更是半导体行业从业者手中不可或缺的参考工具。它能够帮助读者深入理解现代集成电路是如何被制造出来的，掌握关键的工艺技术，识别潜在的制造挑战，并为未来的技术创新和产品开发奠定坚实的基础。无论是初学者寻求系统入门，还是资深工程师需要拓展视野，本书都能提供宝贵的知识和启发。

评分☆☆☆☆☆

第一眼看到《半导体制造工艺 第2版》这本书，我的脑海里立刻涌现出许多关于芯片代工厂的画面。我是一名半导体行业的小小从业者，平日里工作忙碌，接触到的知识也比较零散。我一直希望能够有一本书，能够把整个半导体制造的流程梳理得清清楚楚，让我对整个行业的运作有一个更全面的认识。《半导体制造工艺 第2版》这个名字，让我觉得它很有可能实现我的这个愿望。我尤其好奇书中对于“设备制造”和“工艺集成”的论述。毕竟，半导体制造离不开那些精密、昂贵的设备，这些设备的制造过程又是怎样的？同时，将各种零散的工艺步骤整合成一个高效、稳定的制造流程，其中又蕴含着怎样的智慧？我期待书中能够对这些方面进行一些介绍，让我对整个产业链有更深的理解。另外，我也想了解书中是否会涉及到“洁净室环境控制”和“供应链管理”等方面的内容，因为这些因素对于半导体制造的成功同样至关重要。总之，我希望这本书能帮助我拓展我的知识边界，让我对这个我所处行业的“大图景”有更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

第一眼看到《半导体制造工艺 第2版》这个书名，我脑海里立刻浮现出了那些在洁净室里一丝不苟工作的工程师，以及那些在实验室里精益求精的科研人员。作为一名刚刚踏入半导体行业的新人，我迫切需要一本能够系统地梳理行业脉络、深入浅出讲解核心技术的书籍。这本书的出现，简直就像是黑夜里的一盏明灯。我尤其好奇书中对于“光刻”这一关键工艺的阐述，毕竟它是决定芯片精度和性能的“眼睛”。我希望能看到关于先进光刻技术，比如EUV（极紫外光刻）的最新进展，以及它所面临的技术挑战和未来的发展方向。此外，对于“薄膜沉积”和“刻蚀”等工艺，我期待书中能够提供详细的原理介绍、不同方法的比较分析，以及在实际生产中可能遇到的问题和解决方案。这本书不仅仅是技术手册，更是我探索这个精密而又充满挑战的行业的入门指南，我希望它能帮助我快速建立起对整个半导体制造流程的宏观认知，并为我未来的学习和工作打下坚实的基础。我坚信，通过阅读这本书，我将能够更好地理解那些看似神秘的半导体芯片是如何一步步被“雕刻”出来的，从而对这个推动现代社会发展的核心产业有更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，《半导体制造工艺 第2版》这本书的封面设计虽然朴实，但却传递出一种沉稳和专业的气息，这让我对它的内容充满了期待。我是一名半导体行业的爱好者，虽然不是直接从事制造，但对这个领域充满了好奇。我经常在新闻中看到关于芯片短缺、技术突破等信息，这让我对半导体制造的复杂性和重要性有了初步的认识。我希望通过这本书，能够更系统、更深入地了解半导体芯片是如何被制造出来的。我对“材料科学”在半导体制造中的作用尤为感兴趣，例如在晶圆制备、薄膜形成过程中，不同材料的选择和性能对最终芯片的质量会产生怎样的影响？书中是否会介绍一些常用的半导体材料，以及它们的特性和制备方法？此外，对于“良率提升”和“工艺控制”这些概念，我也希望书中能够有详细的讲解，了解工程师们是如何通过精密的控制和优化的手段，来保证大批量生产的芯片都能够达到预期的性能和可靠性。这本书对我来说，将是一次知识的“探险”，我期待它能带领我揭开半导体制造的神秘面纱。

评分☆☆☆☆☆

《半导体制造工艺 第2版》这个书名，直接戳中了我的学习痛点。作为一名在高校从事相关研究的教师，我一直在寻找能够系统梳理半导体制造工艺流程，并且能够反映最新技术进展的教材。学生们常常对一些复杂的技术概念感到困惑，我需要一本能够帮助他们建立清晰知识体系的书籍。《半导体制造工艺 第2版》的出现，让我看到了希望。我特别关注书中关于“化学机械抛光”（CMP）和“清洗”工艺的介绍。CMP是决定晶圆平坦化的关键技术，对后续的光刻和刻蚀至关重要；而清洗则贯穿整个制造过程，对去除污染物、保证器件性能至关重要。我希望能看到书中对这两种工艺的原理、机理、设备、常用化学品以及面临的挑战进行详尽的阐述，最好还能结合一些实际的案例分析。此外，对于“先进互连技术”，例如铜互连、低介电材料的应用等，我也期待书中能够有深入的探讨，因为这直接关系到芯片的性能和功耗。我希望这本书能够成为我授课和指导学生科研的宝贵参考。

评分☆☆☆☆☆

拿到《半导体制造工艺 第2版》这本书，我立刻被它厚重的质感和精美的排版所吸引。我是一名有着多年经验的半导体资深工程师，平时的工作主要集中在特定的工艺领域，但常常觉得对整个制造流程的理解不够全面和系统。因此，我一直渴望能够找到一本能够涵盖整个半导体制造工艺流程，并且在深度和广度上都达到一定高度的参考书。《半导体制造工艺 第2版》的名字就预示着它对这一领域的深刻把握。我尤其想了解书中关于“封装”和“测试”的最新章节，因为这部分往往是连接芯片设计和最终产品的重要环节，而且随着技术的进步，封装技术也在不断革新，比如3D封装、Chiplet技术等，这些都是我非常感兴趣的领域。我希望书中能对这些前沿的封装技术进行详细的介绍，包括其原理、优势、挑战以及在不同应用场景下的选择。同时，对于半导体测试，我也期待能看到关于先进的测试方法和设备，以及如何提高测试效率和良率的相关内容。总而言之，我希望这本书能帮助我跳出自己熟悉的领域，从一个更宏观、更全面的视角去审视整个半导体制造的生态系统，从而更好地把握行业的发展趋势，提升自己的技术视野。

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帮老公买的，应该是正版

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很好 对于微电子专业的 做工艺研究的来说很有用

评分☆☆☆☆☆

包装完好，书本没有损坏。

评分☆☆☆☆☆

好书

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很好 对于微电子专业的 做工艺研究的来说很有用

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本身不错，很基础的一本书，适合初学者，这个行业很蛋疼，不过门槛不高

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买来自己看的，价格便宜！！

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很不错的书，统一采购的书

评分☆☆☆☆☆

书的内容不错