集成電路制造技術(shù)：原理與工藝（第二版）

目 錄
第0章 緒論
0．1 何謂集成電路工藝
0．2 集成電路制造技術(shù)發(fā)展歷程
0．3 集成電路制造技術(shù)特點(diǎn)
0．3．1 超凈環(huán)境
0．3．2 超純材料
0．3．3 批量復(fù)制和廣泛的用途
0．4 本書內(nèi)容結(jié)構(gòu)
第1單元 硅襯底
第1章 單晶硅特性
1．1 硅晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
1．1．1 硅的性質(zhì)
1．1．2 硅晶胞
1．1．3 硅單晶的晶向、晶面
1．2 硅晶體缺陷
1．2．1 點(diǎn)缺陷
1．2．2 線缺陷
1．2．3 面缺陷和體缺陷
1．3 硅晶體中的雜質(zhì)
1．3．1 雜質(zhì)對硅電學(xué)性質(zhì)的影響
1．3．2 固溶度和相圖
本章小結(jié)
第2章 硅片的制備
2．1 多晶硅的制備
2．1．1 冶煉
2．1．2 提純
2．2 單晶硅生長
2．2．1 直拉法
2．2．2 單晶生長原理
2．2．3 晶體摻雜
2．2．4 磁控直拉法
2．2．5 懸浮區(qū)熔法
2．3 切制硅片
2．3．1 切片工藝
2．3．2 硅片規(guī)格及用途
本章小結(jié)
第3章 外延
3．1 概述
3．1．1 外延概念
3．1．2 外延工藝種類
3．1．3 外延工藝用途
3．2 氣相外延
3．2．1 硅的氣相外延工藝
3．2．2 外延原理
3．2．3 影響外延生長速率的因素
3．2．4 外延摻雜
3．2．5 外延設(shè)備
3．2．6 外延技術(shù)
3．3 分子束外延
3．3．1 工藝及原理
3．3．2 外延設(shè)備
3．3．3 MBE工藝特點(diǎn)
3．4 其他外延方法 52
3．4．1 液相外延 52
3．4．2 固相外延 53
3．4．3 先進(jìn)外延技術(shù)及發(fā)展趨勢 54
3．5 外延缺陷與外延層檢測 55
3．5．1 外延缺陷類型及分析檢測 55
3．5．2 圖形漂移和畸變現(xiàn)象 56
3．5．3 外延層參數(shù)測量 57
本章小結(jié) 58
單元習(xí)題一 58
第2單元 氧化與摻雜
第4章 熱氧化
4．1 二氧化硅薄膜概述
4．1．1 二氧化硅結(jié)構(gòu)
4．1．2 二氧化硅的理化性質(zhì)及用途
4．1．3 二氧化硅薄膜中的雜質(zhì)
4．1．4 雜質(zhì)在SiO2中的擴(kuò)散
4．1．5 二氧化硅的掩蔽作用
4．2 硅的熱氧化
4．2．1 熱氧化工藝
4．2．2 熱氧化機(jī)理
4．2．3 硅的Deal?Grove熱氧化模型
4．2．4 熱氧化生長速率
4．2．5 影響氧化速率的各種因素
4．3 初始氧化階段及薄氧化層制備
4．4 熱氧化過程中雜質(zhì)的再分布
4．4．1 雜質(zhì)的分凝效應(yīng)
4．4．2 再分布對硅表面雜質(zhì)濃度的影響
4．5 氧化層的質(zhì)量及檢測
4．5．1 SiO2層厚度的測量
4．5．2 SiO2層成膜質(zhì)量的測量
4．6 其他氧化方法
4．6．1 摻氯氧化
4．6．2 高壓氧化
4．6．3 熱氧化工藝展望
本章小結(jié)
第5章 擴(kuò)散
5．1 擴(kuò)散機(jī)構(gòu)
5．1．1 替位式擴(kuò)散（Substitutional）
5．1．2 填隙式擴(kuò)散（Interstitial）
5．1．3 填隙-替位式擴(kuò)散
5．2 晶體中擴(kuò)散的基本特點(diǎn)與宏觀動(dòng)力學(xué)方程
5．2．1 基本特點(diǎn)
5．2．2 擴(kuò)散方程
5．2．3 擴(kuò)散系數(shù)
5．3 雜質(zhì)的擴(kuò)散摻雜
5．3．1 恒定表面源擴(kuò)散
5．3．2 限定表面源擴(kuò)散
5．3．3 兩步擴(kuò)散工藝
5．4 熱擴(kuò)散工藝中影響雜質(zhì)分布的其他因素
5．4．1 硅中點(diǎn)缺陷對雜質(zhì)擴(kuò)散的影響
5．4．2 氧化增強(qiáng)擴(kuò)散
5．4．3 發(fā)射區(qū)推進(jìn)效應(yīng)
5．4．4 橫向擴(kuò)散效應(yīng)
5．4．5 場助擴(kuò)散效應(yīng)
5．5 擴(kuò)散工藝條件與方法
5．5．1 擴(kuò)散方法的選擇
5．5．2 雜質(zhì)源選擇
5．5．3 常用雜質(zhì)的擴(kuò)散工藝
5．6 擴(kuò)散工藝質(zhì)量與檢測
5．6．1 結(jié)深的測量
5．6．2 表面濃度的確定
5．6．3 器件的電學(xué)特性與擴(kuò)散工藝的關(guān)系
5．7 擴(kuò)散工藝的發(fā)展
本章小結(jié)
第6章 離子注入
6．1 概述
6．2 離子注入原理
6．2．1 與注入離子分布相關(guān)的幾個(gè)概念
6．2．2 離子注入相關(guān)理論基礎(chǔ)
6．2．3 幾種常用雜質(zhì)在硅中的核阻止本領(lǐng)與能量關(guān)系
6．3 注入離子在靶中的分布
6．3．1 縱向分布
6．3．2 橫向效應(yīng)
6．3．3 單晶靶中的溝道效應(yīng)
6．3．4 影響注入離子分布的其他因素
6．4 注入損傷
6．4．1 級(jí)聯(lián)碰撞
6．4．2 簡單晶格損傷
6．4．3 非晶層的形成
6．5 退火
6．5．1 硅材料的熱退火特性
6．5．2 硼的退火特性
6．5．3 磷的退火特性
6．5．4 高溫退火引起的雜質(zhì)再分布
6．5．5 二次缺陷
6．5．6 退火方式及快速熱處理技術(shù)
6．6 離子注入設(shè)備與工藝
6．6．1 離子注入機(jī)
6．6．2 離子注入工藝流程
6．7 離子注入的其他應(yīng)用
6．7．1 淺結(jié)的形成
6．7．2 調(diào)整MOS晶體管的閾值電壓
6．7．3 自對準(zhǔn)金屬柵結(jié)構(gòu)
6．7．4 離子注入在SOI結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用
6．8 離子注入與熱擴(kuò)散比較及摻雜新技術(shù)
本章小結(jié)
單元習(xí)題二
第3單元 薄膜制備
第7章 化學(xué)氣相淀積
7．1 CVD概述
7．2 CVD工藝原理
7．2．1 薄膜淀積過程
7．2．2 薄膜淀積速率及影響因素
7．2．3 薄膜質(zhì)量控制
7．3 CVD工藝方法
7．3．1 常壓化學(xué)氣相淀積
7．3．2 低壓化學(xué)氣相淀積
7．3．3 等離子體的產(chǎn)生
7．3．4 等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積
7．3．5 CVD工藝方法的進(jìn)展
7．4 二氧化硅薄膜的淀積
7．4．1 CVD?SiO2特性與用途
7．4．2 APCVD?SiO2
7．4．3 LPCVD?SiO2
7．4．4 PECVD?SiO2
7．5 氮化硅薄膜淀積
7．5．1 氮化硅薄膜性質(zhì)與用途
7．5．2 LPCVD?Si3N4
7．5．3 PECVD?Si3N4
7．6 多晶硅薄膜的淀積
7．6．1 多晶硅薄膜的性質(zhì)與用途
7．6．2 CVD多晶硅薄膜工藝
7．6．3 多晶硅薄膜的摻雜
7．7 CVD金屬及金屬化合物薄膜
7．7．1 鎢及其化學(xué)氣相淀積
7．7．2 金屬化合物的化學(xué)氣相淀積
7．7．3 CVD金屬及金屬化合物的進(jìn)展
本章小結(jié)
第8章 物理氣相淀積
8．1 PVD概述
8．2 真空系統(tǒng)及真空的獲得
8．2．1 真空系統(tǒng)簡介
8．2．2 真空的獲得方法
8．2．3 真空度的測量
8．3 真空蒸鍍
8．3．1 工藝原理
8．3．2 蒸鍍設(shè)備
8．3．3 蒸鍍工藝
8．3．4 蒸鍍薄膜的質(zhì)量及控制
8．4 濺射
8．4．1 工藝原理
8．4．2 直流濺射
8．4．3 射頻濺射
8．4．4 磁控濺射
8．4．5 其他濺射方法
8．4．6 濺射薄膜的質(zhì)量及改善方法
8．5 PVD金屬及化合物薄膜
8．5．1 鋁及鋁合金薄膜淀積
8．5．2 銅及其阻擋層薄膜的淀積
8．5．3 其他金屬薄膜和化合物薄膜
本章小結(jié)
單元習(xí)題三
第4單元 光刻
第9章 光刻工藝
9．1 概述
9．2 基本光刻工藝流程
9．2．1 底膜處理
9．2．2 涂膠
9．2．3 前烘
9．2．4 曝光
9．2．5 顯影
9．2．6 堅(jiān)膜
9．2．7 顯影檢驗(yàn)
9．2．8 刻蝕
9．2．9 去膠
9．2．10 最終檢驗(yàn)
9．3 光刻技術(shù)中的常見問題
9．3．1 浮膠
9．3．2 毛刺和鉆蝕
9．3．3 針孔
9．3．4 小島
本章小結(jié)
第10章 光刻技術(shù)
10．1 光刻掩模版的制造
10．1．1 制版工藝簡介
10．1．2 掩模版的基本構(gòu)造及質(zhì)量要求
10．1．3 鉻版的制備技術(shù)
10．1．4 彩色版制備技術(shù)
10．1．5 光刻制版面臨的挑戰(zhàn)
10．2 光刻膠
10．2．1 光刻膠的特征量
10．2．2 光學(xué)光刻膠
10．2．3 其他光刻膠
10．3 光學(xué)分辨率增強(qiáng)技術(shù)
10．3．1 離軸照明技術(shù)
10．3．2 其他分辨率增強(qiáng)技術(shù)
10．4 紫外光曝光技術(shù)
10．4．1 接近式曝光
10．4．2 接觸式曝光
10．4．3 投影式曝光
10．5 其他曝光技術(shù)
10．5．1 電子束曝光
10．5．2 X射線曝光
10．5．3 離子束曝光
10．5．4 新技術(shù)展望
10．6 光刻設(shè)備
10．6．1 接觸式光刻機(jī)
10．6．2 接近式光刻機(jī)
10．6．3 掃描投影光刻機(jī)
10．6．4 分步重復(fù)投影光刻機(jī)
10．6．5 步進(jìn)掃描投影光刻機(jī)
10．6．6 光刻設(shè)備的發(fā)展趨勢
本章小結(jié)
第11章 刻蝕技術(shù)
11．1 概述
11．2 濕法刻蝕
11．2．1 硅的濕法刻蝕
11．2．2 二氧化硅的濕法刻蝕
11．2．3 氮化硅的濕法刻蝕
11．2．4 鋁的濕法刻蝕
11．2．5 鉻的濕法刻蝕
11．2．6 濕法刻蝕設(shè)備
11．3 干法刻蝕
11．3．1 刻蝕參數(shù)
11．3．2 多晶硅的干法刻蝕
11．3．3 二氧化硅的干法刻蝕
11．3．4 氮化硅的干法刻蝕
11．3．5 鋁及鋁合金的干法刻蝕
11．3．6 鎢的刻蝕
11．3．7 干法刻蝕設(shè)備
11．3．8 終點(diǎn)檢測
11．4 刻蝕技術(shù)新進(jìn)展
11．4．1 四甲基氫氧化銨濕法刻蝕
11．4．2 軟刻蝕
11．4．3 約束刻蝕劑層技術(shù)
本章小結(jié)
單元習(xí)題四
第5單元 工藝集成與封裝測試
第12章 工藝集成
12．1 金屬化與多層互連
12．1．1 歐姆接觸
12．1．2 布線技術(shù)
12．1．3 多層互連
12．1．4 銅多層互連系統(tǒng)工藝流程
12．2 CMOS集成電路工藝
12．2．1 隔離工藝
12．2．2 阱工藝結(jié)構(gòu)
12．2．3 薄柵氧化技術(shù)
12．2．4 非均勻溝道摻雜
12．2．5 柵電極材料與難熔金屬硅化物自對準(zhǔn)工藝
12．2．6 源/漏技術(shù)與淺結(jié)形成
12．2．7 CMOS電路工藝流程
12．3 雙極型集成電路工藝
12．3．1 隔離工藝
12．3．2 雙極型集成電路工藝流程
12．3．3 多晶硅在雙極型電路中的應(yīng)用
本章小結(jié)
第13章 工藝監(jiān)控
13．1 概述
13．2 實(shí)時(shí)監(jiān)控
13．3 工藝檢測片
13．3．1 晶片檢測
13．3．2 氧化層檢測
13．3．3 光刻工藝檢測
13．3．4 擴(kuò)散層檢測
13．3．5 離子注入層檢測
13．3．6 外延層檢測
13．4 集成結(jié)構(gòu)測試圖形
13．4．1 微電子測試圖形的功能與配置
13．4．2 幾種常用的測試圖形
13．4．3 微電子測試圖形實(shí)例
本章小結(jié)
第14章 封裝與測試
14．1 芯片封裝技術(shù)
14．1．1 封裝的作用和地位
14．1．2 封裝類型
14．1．3 幾種典型封裝技術(shù)
14．1．4 未來封裝技術(shù)展望
14．2 集成電路測試技術(shù)
14．2．1 簡介
14．2．2 數(shù)字電路測試方法
14．2．3 數(shù)字電路失效模型
14．2．4 準(zhǔn)靜態(tài)電流測試分析法
14．2．5 模擬電路及數(shù)模混合電路測試
14．2．6 未來測試技術(shù)展望
本章小結(jié)
單元習(xí)題五
附錄A 微電子器件制造生產(chǎn)實(shí)習(xí)
A．1 硅片電阻率測量
A．2 硅片清洗
A．3 一次氧化
A．4 氧化層厚度測量
A．5 光刻腐蝕基區(qū)
A．6 硼擴(kuò)散
A．7 pn結(jié)結(jié)深測量
A．8 光刻腐蝕發(fā)射區(qū)
A．9 磷擴(kuò)散
A．10 光刻引線孔
A．11 真空鍍鋁
A．12 反刻鋁
A．13 合金化
A．14 中測
A．15 劃片
A．16 上架燒結(jié)
A．17 壓焊
A．18 封帽
A．19 晶體管電學(xué)特性測量
附錄B SUPREM模擬
B．1 SUPREM軟件簡介
B．2 氧化工藝
B．3 擴(kuò)散工藝
B．4 離子注入
參考文獻(xiàn)