矽通孔3D集成技術 (美)JOHN H.Lau pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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美JOHN H.Lau 著

圖書標籤:

• 3D集成
• 矽通孔
• TSV
• 集成電路
• 封裝技術
• 微電子
• 半導體
• 電子工程
• 材料科學
• 器件物理

店鋪： 北京群洲文化專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030393302

商品編碼：29330455979

包裝：平裝

齣版時間：2014-01-01

基本信息

書名：矽通孔3D集成技術

定價：150.00元

作者：(美)JOHN H.Lau

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2014-01-01

ISBN：9787030393302

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：32開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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《矽通孔3D集成技術=Through Silicon Vias for 3D Integration:導讀版：英文》適閤從事電子、光電子、MEMS等器件三維集成研究工作的工程師、技術研發人員、技術管理人員和科研人員閱讀，也可以作為相關專業大學高年級本科生和研究生的教材。

內容提要

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《信息科學技術學術著作叢書：矽通孔3D集成技術》係統討論用於電子、光電子和MEMS器件的三維集成矽通孔（TSV）技術的*進展和未來可能的演變趨勢，同時詳盡討論三維集成關鍵技術中存在的主要工藝問題和可能的解決方案。通過介紹半導體工業中的納米技術和三維集成技術的起源和演變曆史，結閤當前三維集成關鍵技術的發展重點討論TSV製程技術、晶圓減薄與薄晶圓在封裝組裝過程中的拿持技術、三維堆疊的微凸點製作與組裝技術、芯片／芯片鍵閤技術、芯片／晶圓鍵閤技術、晶圓／晶圓鍵閤技術、三維器件集成的熱管理技術以及三維集成中的可靠性等關鍵技術問題，後討論可實現産業化規模量産的三維封裝技術以及TSV技術的未來發展趨勢。
　　《信息科學技術學術著作叢書：矽通孔3D集成技術》適閤從事電子、光電子、MEMS等器件三維集成研究工作的工程師、技術研發人員、技術管理人員和科研人員閱讀，也可以作為相關專業大學高年級本科生和研究生的教材。

目錄

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作者介紹

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曹立強，1974年9月齣生。工學博士，現為中國科學院微電子研究所研究員，博士生導師，中國科學院“百人計劃”學者。1997年畢業於中國科學技術大學，2003年在瑞典Chalmers大學微電子及納米技術研究中心獲得博士學位。曾在瑞典國傢工業産品研究所、北歐微係統集成技術中心、美國Intel技術開發有限公司從事係統級封裝技術的研發和管理工作。主要從事先進封裝的研究工作，承擔瞭國傢科技重大專項、國傢自然科學基金重點項目、國傢創新團隊國際閤作計劃等項目，在電子封裝材料、品圓級係統封裝、三維矽通孔互連技術等方麵取得多項成果，授權發明10餘項，SCI/EI收錄論文50餘篇。

文摘

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序言

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矽通孔3D集成技術 （美）JOHN H. Lau 著 內容簡介 本書深入探討瞭矽通孔（TSV）3D集成技術的各個方麵，旨在為讀者提供一個全麵、係統且極具實踐價值的技術指南。從基礎理論到前沿應用，本書詳細闡述瞭TSV技術在當前和未來電子器件設計與製造中的核心作用。 第一章：導論與發展曆程 本章將帶領讀者迴顧半導體技術的發展脈絡，重點關注摩爾定律的挑戰以及3D集成技術作為應對策略的崛起。我們將追溯TSV技術的萌芽與發展，解析其為何能成為實現更高集成度、更優性能和更低功耗的關鍵技術。通過梳理TSV技術在不同發展階段的裏程碑事件和關鍵技術突破，讀者將對這項技術的演進有一個宏觀的認識。此外，本章還將初步介紹TSV技術在不同應用領域（如高性能計算、移動通信、圖像傳感器、存儲器等）的潛力，為後續章節的學習奠定基礎。 第二章：矽通孔（TSV）的基礎原理與結構 本章將詳細解析TSV技術的核心——矽通孔的形成原理。我們將深入講解TSV的幾何結構，包括通孔的直徑、縱橫比、深度以及排列方式等關鍵參數對其性能的影響。同時，本章還將詳細介紹TSV的兩種主要製造工藝：前道TSV（Front-end TSV）和後道TSV（Back-end TSV）。對於前道TSV，我們將重點闡述在晶圓製造早期刻蝕和填充TSV的過程，包括相關的掩模、刻蝕技術（如乾法刻蝕、濕法刻蝕）、絕緣層形成（如氧化、氮化）以及金屬填充（如銅、鎢）等關鍵步驟，並分析其對器件性能和良率的潛在影響。對於後道TSV，我們將重點解析在晶圓切割和封裝過程中形成TSV的方法，包括晶圓減薄、TSV的製作與填充，以及與封裝工藝的集成。 第三章：TSV的材料科學與化學 TSV技術的實現離不開先進的材料科學和精密的化學工藝。本章將深入探討TSV製造中使用的關鍵材料。首先，我們將分析用於填充TSV的金屬材料，如銅，並討論其電遷移、界麵附著力等特性。同時，我們將探討用於絕緣TSV的介電材料，如二氧化矽（SiO2）和氮化矽（Si3N4），以及其介電常數、擊穿電壓和機械強度等關鍵指標。此外，本章還將詳細介紹TSV製造過程中涉及的各類化學工藝，例如用於矽基底刻蝕的等離子體化學、用於金屬填充的電化學沉積（ECD）或化學氣相沉積（CVD）、以及用於介電層形成的化學氧化或化學氣相沉積等。針對不同工藝步驟，我們將分析其反應機理、工藝參數對TSV形貌和性能的影響，以及相關的錶麵處理技術。 第四章：TSV的製造工藝流程與挑戰 本章將係統地梳理TSV技術的完整製造流程，並深入剖析其中麵臨的各項挑戰。我們將從TSV的刻蝕環節開始，詳細介紹各種刻蝕技術的優缺點，以及如何通過精確控製刻蝕深度、側壁形貌和均勻性來優化TSV的性能。接著，我們將重點講解TSV的絕緣層形成工藝，包括薄膜沉積技術、絕緣層質量控製以及如何避免漏電和短路等問題。隨後，我們將深入探討TSV的金屬填充過程，分析不同的填充方法（如電化學沉積、化學氣相沉積、原子層沉積等），以及如何實現無空洞、低電阻的填充，並討論填充過程中可能遇到的空洞、應力集中等問題。最後，本章將重點關注TSV的製造挑戰，包括高縱橫比TSV的刻蝕和填充難題、TSV與器件層之間的界麵完整性、TSV的應力管理、大麵積晶圓的均勻性控製以及成本控製等。 第五章：TSV的互連設計與信號完整性 TSV作為3D集成中的垂直互連，其設計對於整體性能至關重要。本章將深入探討TSV的互連設計原則。我們將分析TSV的電阻、電容和電感參數，以及這些參數如何影響信號傳輸的延遲、串擾和反射。本章還將介紹TSV的布局設計策略，包括TSV的密度、間距、對齊等，以及如何通過閤理的布局來優化信號完整性，降低功耗。此外，我們將重點討論TSV帶來的信號完整性挑戰，如電遷移、寄生效應、信號衰減和串擾等，並介紹相應的仿真和優化方法，例如使用先進的電磁場仿真工具來分析TSV網絡的信號傳輸特性。 第六章：TSV的功耗管理與熱管理 TSV的引入會顯著改變器件的功耗分布和散熱特性。本章將聚焦TSV的功耗管理和熱管理問題。我們將分析TSV本身及其周圍結構的功耗來源，包括寄生電阻和電容導緻的漏電和動態功耗。本章還將探討TSV對器件整體功耗的影響，以及如何通過優化的TSV設計和驅動電路來降低功耗。在熱管理方麵，我們將詳細闡述TSV在高密度集成下可能引發的熱量堆積問題，分析熱在3D結構中的傳導路徑和瓶頸。本章還將介紹有效的散熱技術，包括導熱材料的應用、散熱結構的優化以及主動散熱方案等，以確保器件的可靠運行。 第七章：TSV的可靠性與失效分析 TSV技術的可靠性是其大規模應用的關鍵。本章將深入探討TSV的可靠性問題。我們將分析TSV在製造和工作過程中可能齣現的各種失效模式，包括機械應力導緻的裂紋、電遷移導緻的斷路或短路、界麵脫層、漏電以及焊料的失效等。本章還將介紹TSV的可靠性測試方法，如加速壽命測試、熱循環測試、高低溫儲存測試等，以及如何通過這些測試來評估TSV的長期可靠性。同時，我們將探討失效分析技術，包括顯微觀察、電學測量和成分分析等，以找齣失效的根本原因，並提齣相應的改進措施。 第八章：TSV的封裝技術與集成方案 TSV技術與封裝工藝緊密結閤，是實現3D集成器件的關鍵環節。本章將詳細介紹TSV的封裝技術。我們將討論不同的TSV封裝架構，如2.5D封裝（Fan-out Wafer Level Package, FOWLP；Interposer-based 2.5D Package）和3D封裝（Wafer-to-Wafer Bonding, W2W；Die-to-Wafer Bonding, D2W；Die-to-Die Bonding, D2D）。我們將詳細解析W2W鍵閤和D2W鍵閤等關鍵工藝，包括其原理、設備、工藝參數和挑戰，以及如何實現高精度、高密度的鍵閤。本章還將探討TSV封裝中的關鍵技術，如再布綫層（RDL）的構建、凸點（Bumps）的形成與對準、晶圓級封裝（WLP）以及倒裝芯片（Flip-chip）等。同時，我們將分析不同封裝方案在成本、性能、散熱和可靠性方麵的權衡。 第九章：TSV在不同應用領域的探索 TSV技術已經展現齣在眾多領域應用的巨大潛力。本章將重點介紹TSV在不同應用領域的具體實現和發展前景。我們將深入探討TSV在高性能計算（HPC）領域的應用，例如通過多芯片堆疊實現更大的內存帶寬和更高的處理能力。我們將分析TSV在移動通信領域的應用，包括其在射頻前端模塊（RF front-end modules）和基帶處理器中的作用。我們將進一步探討TSV在圖像傳感器中的應用，如何實現更高的像素密度、更快的圖像采集速度和更低的功耗。此外，本章還將介紹TSV在存儲器（如DRAM、NAND Flash）領域的發展，如何通過3D堆疊實現更高密度的存儲容量。最後，我們將展望TSV在新興領域（如人工智能、自動駕駛、生物醫療電子）的應用前景，以及未來技術發展趨勢。 第十章：TSV的未來展望與發展趨勢 本章將對TSV技術進行前瞻性的展望，並探討未來的發展趨勢。我們將分析當前TSV技術麵臨的挑戰，例如成本、良率、工藝復雜度等，並探討行業如何應對這些挑戰。本章還將探討下一代TSV技術的發展方嚮，包括更高縱橫比TSV、更小的TSV尺寸、更低的TSV電阻和電容、以及新型TSV材料和製造工藝。我們將關注TSV與其他先進封裝技術（如扇齣封裝、異質集成）的融閤發展。此外，本章還將探討TSV在實現Chiplet（芯粒）互連方麵的關鍵作用，以及如何構建開放的Chiplet生態係統。最終，本章將描繪TSV技術在未來電子器件設計和製造中所扮演的重要角色，以及其對整個半導體産業的深遠影響。 本書的目標讀者包括但不限於半導體工藝工程師、器件設計工程師、封裝工程師、材料科學傢、研究機構的研究人員以及對先進半導體技術感興趣的行業從業者和學生。通過閱讀本書，讀者將能夠深入理解TSV3D集成技術的原理、工藝、設計、應用及未來發展，為相關領域的研究和開發工作提供堅實的理論基礎和實踐指導。

評分☆☆☆☆☆

從實際應用的層麵上看，這本書的實用價值簡直是無價之寶。它提供的不僅僅是理論框架，更有大量的案例分析和工程實踐中的“避坑指南”。我個人在使用其中提到的某個特定結構設計時，發現按照書中的建議進行微調後，性能提升效果立竿見影，這直接為我們團隊節省瞭大量寶貴的試錯時間。作者對於工藝窗口（Process Window）的討論尤為深刻，他沒有停留在理想化的狀態，而是非常坦誠地分析瞭不同製造環節中可能齣現的公差纍積效應，並給齣瞭切實可行的緩解策略。這種站在工程師第一綫、直麵量産挑戰的寫作態度，是很多理論書籍所缺乏的。它就像一本經驗豐富的“老法師”的筆記，裏麵記錄瞭無數次失敗後的總結和提煉，是指導我們從“會做”到“做好”的關鍵橋梁。

評分☆☆☆☆☆

我必須說，這本書的語言風格非常獨特，它既有嚴謹的學術範兒，又不失一種娓娓道來的敘事魅力。它不是那種冷冰冰的術語羅列，而是充滿瞭作者對技術的熱情和一種近乎藝術傢的追求。在描述那些精密的製造流程時，作者的筆觸細膩得仿佛在描繪一幅微觀世界的油畫，每一個步驟的控製精度、每一個參數的微小變化，都被描繪得栩栩如生。這種文字的力量在於，它能瞬間拉近讀者與高精尖技術的距離，讓原本遙不可及的“尖端科技”變得觸手可及。我發現自己經常會讀到一些句子，不得不停下來反復品味，思考其中的深層含義。這哪裏是一本技術手冊，分明是一部關於現代微電子封裝藝術的頌歌，它將冰冷的工程學提升到瞭一個更具人文關懷的層麵，讓人在學習技術的同時，也感受到瞭創造的樂趣和工程美學。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計和排版質量，體現瞭齣版方對知識的尊重。紙張的選用厚實而又不反光，長時間閱讀下來，眼睛的疲勞感明顯減輕。字體的大小和行間距經過瞭精心的考量，即使是密集的公式和代碼塊，也顯得井井有條，查找信息非常高效。更值得稱贊的是，書中的索引部分做得極其詳盡和科學，幾乎可以瞬間定位到任何一個關鍵術語或概念的齣現位置，這對於需要頻繁查閱特定內容的專業讀者來說，無疑是極大的便利。可以說，從拿到書的那一刻起，無論是物理接觸的觸感，還是信息獲取的效率，這本書都將“專業”二字貫徹到瞭極緻。它不僅僅是一本知識的載體，更是一件值得珍藏的、高品質的工具書和學習夥伴，足以在我的書架上占據一個非常重要的位置，並被反復翻閱很多年。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡直是一場視覺的盛宴，色彩搭配既大膽又沉穩，恰到好處地傳達瞭主題的專業性與前沿感。拿到手裏沉甸甸的質感，讓人立刻感受到這是一部有分量的學術著作。我尤其欣賞作者在章節布局上的匠心獨運，從基礎概念的引入到復雜技術的深入剖析，邏輯鏈條清晰得如同精密儀器內部的齒輪咬閤，每一步的過渡都流暢自然。它不僅僅是知識的堆砌，更像是一份精心繪製的藍圖，引領著讀者逐步穿越技術的迷霧。閱讀過程中，那些復雜的理論和公式仿佛被賦予瞭生命，在作者精妙的文字編織下，晦澀的專業術語變得易於理解和消化。特彆是那些圖錶和示意圖，簡直是神來之筆，將抽象的概念具象化，讓初學者也能迅速抓住核心要害。這本書的閱讀體驗，簡直是一種享受，它讓我對整個領域産生瞭前所未有的探索欲，仿佛推開瞭一扇通往未來電子封裝技術殿堂的大門。那種被知識的洪流溫柔而堅定地裹挾嚮前的感覺，是其他技術書籍難以比擬的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度令人驚嘆，它毫不保留地展現瞭作者在相關領域數十年的積纍與沉澱。我發現，即便是一些業內資深人士可能都感到棘手的技術細節，作者也能用一種近乎禪意的簡潔方式闡述清楚。它不是那種淺嘗輒止的入門讀物，而是真正深入到材料科學、電磁兼容性以及製造工藝的每一個細微末節。我特彆關注瞭其中關於可靠性分析的那幾章，作者引入的統計模型和失效預測方法，讓我耳目一新，提供瞭遠超教科書層麵的實戰指導。每一次翻閱，都像是與一位站在行業巔峰的導師進行瞭一次私密的對話，那種直接、犀利且充滿洞察力的觀點碰撞，極大地拓寬瞭我的技術視野。我可以感覺到，作者在力求準確性的同時，也保持著一種難得的批判性思維，敢於指齣當前技術路綫中的潛在瓶頸和未來可能的發展方嚮，這種前瞻性實在是太寶貴瞭。