半導(dǎo)體制造基礎(chǔ)

第1章　概述　1
1.1　半導(dǎo)體材料　1
1.2　半導(dǎo)體器件　2
1.3　半導(dǎo)體工藝技術(shù)　5
1.3.1　關(guān)鍵半導(dǎo)體技術(shù)　5
1.3.2　技術(shù)趨勢(shì)　8
1.4　基本制造步驟　10
1.4.1　氧化　10
1.4.2　光刻和刻蝕　10
1.4.3　擴(kuò)散和離子注入　12
1.4.4　金屬化　12
1.5　小結(jié)　12
參考文獻(xiàn)　13
第2章　晶體生長　15
2.1　從熔體生長硅單晶　15
2.1.1　初始原料　16
2.1.2　Czochralski法　16
2.1.3　雜質(zhì)分布　17
2.1.4　有效分凝系數(shù)　19
2.2　硅懸浮區(qū)熔法　20
2.3　GaAs晶體生長技術(shù)　24
2.3.1　初始材料　24
2.3.2　晶體生長技術(shù)　26
2.4　材料特征　27
2.4.1　晶片整形　27
2.4.2　晶體特征　29
2.5　小結(jié)　33
參考文獻(xiàn)　34
習(xí)題　34
第3章　硅氧化　36
3.1　熱氧化方法　36
3.1.1　生長動(dòng)力學(xué)　37
3.1.2　薄氧化層生長　43
3.2　氧化過程中雜質(zhì)再分布　43
3.3　二氧化硅掩模特性　45
3.4　氧化層質(zhì)量　46
3.5　氧化層厚度表征　47
3.6　氧化模擬　49
3.7　小結(jié)　51
參考文獻(xiàn)　51
習(xí)題　51
第4章　光刻　53
4.1　光學(xué)光刻　53
4.1.1　超凈間　53
4.1.2　曝光設(shè)備　55
4.1.3　掩?！?8
4.1.4　光致抗蝕劑　60
4.1.5　圖形轉(zhuǎn)移　61
4.1.6　分辨率增強(qiáng)工藝　63
4.2　下一代光刻方法　64
4.2.1　電子束光刻　65
4.2.2　極短紫外光刻　68
4.2.3　X射線光刻　69
4.2.4　離子束光刻　70
4.2.5　各種光刻方法比較　70
4.3　光刻模擬　71
4.4　小結(jié)　73
參考文獻(xiàn)　74
習(xí)題　74
第5章　刻蝕　76
5.1　濕法化學(xué)腐蝕　76
5.1.1　硅的腐蝕　77
5.1.2　氧化硅的腐蝕　78
5.1.3　氮化硅和多晶硅的腐蝕　78
5.1.4　鋁的腐蝕　78
5.1.5　砷化鎵的腐蝕　79
5.2　干法刻蝕　80
5.2.1　等離子體原理　80
5.2.2　刻蝕機(jī)制、等離子體診斷和刻蝕終點(diǎn)控制　81
5.2.3　反應(yīng)等離子刻蝕技術(shù)和設(shè)備　83
5.2.4　反應(yīng)離子刻蝕應(yīng)用　86
5.3　刻蝕模擬　89
5.4　小結(jié)　91
參考文獻(xiàn)　91
習(xí)題　91
第6章　擴(kuò)散　93
6.1　基本擴(kuò)散工藝　94
6.1.1　擴(kuò)散方程　94
6.1.2　擴(kuò)散分布　96
6.1.3　擴(kuò)散層測(cè)定　100
6.2　非本征擴(kuò)散　101
6.2.1　與濃度相關(guān)的擴(kuò)散系數(shù)　102
6.2.2　擴(kuò)散分布　104
6.3　橫向擴(kuò)散　105
6.4　擴(kuò)散模擬　106
6.5　小結(jié)　108
參考文獻(xiàn)　108
習(xí)題　109
第7章　離子注入　110
7.1　注入離子的種類范圍　110
7.1.1　離子分布　111
7.1.2　離子中止　112
7.1.3　離子溝道效應(yīng)　115
7.2　注入損傷和退火　117
7.2.1　注入損傷　117
7.2.2　退火　118
7.3　與離子注入有關(guān)的工藝　120
7.3.1　多次注入和掩?！?20
7.3.2　傾角離子注入　122
7.3.3　高能注入和大束流注入　123
7.4　離子注入模擬　124
7.5　小結(jié)　125
參考文獻(xiàn)　126
習(xí)題　126
第8章　薄膜淀積　128
8.1　外延生長工藝　128
8.1.1　化學(xué)氣相淀積　128
8.1.2　分子束外延　132
8.2　外延層結(jié)構(gòu)和缺陷　135
8.2.1　晶格匹配和應(yīng)變層外延　135
8.2.2　外延層中的缺陷　137
8.3　電介質(zhì)淀積　138
8.3.1　二氧化硅　139
8.3.2　氮化硅　143
8.3.3　低介質(zhì)常數(shù)材料　144
8.3.4　高介質(zhì)常數(shù)材料　145
8.4　多晶硅淀積　146
8.5　金屬化　148
8.5.1　物理氣相淀積　148
8.5.2　化學(xué)氣相淀積　149
8.5.3　鋁的金屬化　150
8.5.4　銅的金屬化　153
8.5.5　硅化物　155
8.6　淀積模擬　156
8.7　小結(jié)　158
參考文獻(xiàn)　159
習(xí)題　160
第9章　工藝集成　162
9.1　無源元件　163
9.1.1　集成電路電阻器　163
9.1.2　集成電路電容器　165
9.1.3　集成電路電感器　166
9.2　雙極晶體管技術(shù)　168
9.2.1　基本制造過程　168
9.2.2　介質(zhì)隔離　171
9.2.3　自對(duì)準(zhǔn)雙層多晶硅雙極晶體管結(jié)構(gòu)　172
9.3　MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管技術(shù)　173
9.3.1　基本制造工藝　174
9.3.2　存儲(chǔ)器件　176
9.3.3　CMOS技術(shù)　179
9.3.4　BiCMOS技術(shù)　185
9.4　MESFET技術(shù)　187
9.5　MEMS技術(shù)　189
9.5.1　體形微加工　190
9.5.2　表面微加工　190
9.5.3　LIGA工藝　190
9.6　工藝模擬　193
9.7　小結(jié)　197
參考文獻(xiàn)　198
習(xí)題　199
第10章　IC制造　201
10.1　電學(xué)測(cè)試　202
10.1.1　測(cè)試結(jié)構(gòu)　202
10.1.2　終結(jié)測(cè)試　203
10.2　封裝　204
10.2.1　芯片分離　204
10.2.2　封裝類型　205
10.2.3　貼附方法學(xué)　206
10.3　統(tǒng)計(jì)過程控制　210
10.3.1　品質(zhì)控制圖　210
10.3.2　變量控制圖　212
10.4　統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)　214
10.4.1　比較分布　214
10.4.2　方差分析　216
10.4.3　因子設(shè)計(jì)　218
10.5　成品率　221
10.5.1　功能成品率　221
10.5.2　參數(shù)成品率　225
10.6　計(jì)算機(jī)集成制造　226
10.7　小結(jié)　228
參考文獻(xiàn)　228
習(xí)題　228
第11章　未來趨勢(shì)和挑戰(zhàn)　230
11.1　集成挑戰(zhàn)　230
11.1.1　超淺結(jié)的形成　230
11.1.2　超薄氧化層　231
11.1.3　硅化物的形成　231
11.1.4　互連新材料　231
11.1.5　功耗極限　231
11.1.6　SOI集成　232
11.2　系統(tǒng)芯片　233
11.3　小結(jié)　234
參考文獻(xiàn)　235
習(xí)題　235
附錄A　符號(hào)表　236
附錄B　國際單位制　237
附錄C　單位詞頭　238
附錄D　希臘字母表　239
附錄E　物理常數(shù)　240
附錄F　300K時(shí)Si和GaAs的性質(zhì)　 241
附錄G　誤差函數(shù)的一些性質(zhì)　242
附錄H　氣體基本動(dòng)力學(xué)理論　245
附錄I　SUPREM命令　247
附錄J　運(yùn)行PROLITH　250
附錄K　t分布的百分點(diǎn)　251
附錄L　F分布的百分點(diǎn)　252
索 引　257