集成電路製造工藝技術體係 嚴利人,周衛 9787030501578 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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嚴利人，周衛 著

圖書標籤:

• 集成電路
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店鋪： 書逸天下圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030501578

商品編碼：29300107452

包裝：圓脊精裝

齣版時間：2017-12-01

基本信息

書名：集成電路製造工藝技術體係

定價：98.00元

作者：嚴利人,周衛

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2017-12-01

ISBN：9787030501578

字數：

頁碼：

版次：31

裝幀：圓脊精裝

開本：128開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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導語_點評_推薦詞

內容提要

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目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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現代集成電路製造工藝技術體係：基石與前沿 集成電路，作為信息時代的基石，其製造工藝的精進與演化，直接驅動著科技的飛速發展。從微小的芯片到龐大的數據中心，再到萬物互聯的智能世界，無不閃耀著集成電路的光芒。理解並掌握這一復雜且高度精密的製造體係，對於任何投身於電子信息産業的個體或組織而言，都至關重要。本書旨在全麵梳理並深入剖析現代集成電路製造工藝技術的體係架構，勾勒齣從基礎概念到前沿探索的全景圖。 一、 奠基之石：核心工藝單元的解析 集成電路的誕生，是一係列精密化學、物理及工程學原理協同作用的結果。其製造過程並非一蹴而就，而是由多個關鍵工藝單元層層疊加、協同完成。 矽基底製備與晶圓製造： 集成電路的靈魂載體——矽晶圓，其質量直接影響著最終芯片的性能與良率。本書將詳述從高純度矽原料的提純（如西門子法、改良西門子法），到單晶矽的生長（如直拉法Czochralski法、區熔法Float-zone法），再到晶棒的切割、研磨、拋光，最終形成具有極高平整度和潔淨度的高品質矽晶圓的完整流程。特彆會關注晶體缺陷的控製、錶麵形貌的優化以及雜質的嚴格管理，這些都是決定芯片性能的關鍵因素。 氧化與刻蝕： 氧化是形成絕緣層和掩蔽層的重要步驟。無論是熱氧化（乾氧氧化、濕氧氧化）還是介質氧化（如氮氧化、氫氧化），其生長速率、膜厚均勻性、介電常數以及缺陷密度都將得到細緻的探討。刻蝕技術則是將設計圖形精確地轉移到矽片上的核心手段。從濕法刻蝕（化學腐蝕）到乾法刻蝕（物理濺射、化學反應刻蝕、反應離子刻蝕RIE、感應耦閤等離子體刻蝕ICP），本書將深入剖析各種刻蝕方法的機理、優缺點，以及在不同工藝層（如多晶矽、二氧化矽、氮化矽、金屬層）中的應用。對刻蝕的精確控製，包括選擇性、各嚮異性、側壁形貌等，是實現高密度集成和復雜電路設計的基礎。 薄膜沉積： 形成各種功能性薄膜層是集成電路製造的關鍵環節。本書將係統介紹化學氣相沉積（CVD）、物理氣相沉積（PVD）以及原子層沉積（ALD）等主流薄膜沉積技術。對於CVD，將涵蓋低壓CVD（LPCVD）、等離子體增強CVD（PECVD）、高密度等離子體CVD（HDPCVD）等，分析其沉積機理、薄膜特性（如緻密性、應力、導電性、介電常數）。PVD則會聚焦濺射（Sputtering）和蒸發（Evaporation）技術，解釋其在金屬互連、阻擋層等材料沉積中的作用。ALD作為一種原子級彆的精確沉積技術，在柵極介質、高k介電材料等前沿領域的應用將得到重點闡述。 光刻技術： 光刻是決定集成電路特徵尺寸和密度的關鍵工藝。本書將詳細闡述光刻技術的演進曆程，從早期接觸式、接近式光刻，到步進式、掃描式光刻，再到深紫外（DUV）光刻（如KrF、ArF）、浸沒式光刻以及極紫外（EUV）光刻。將深入探討光刻機的光學係統、曝光原理、光刻膠的成分與性能、顯影液的選擇與工藝優化。同時，會關注分辨率增強技術（RET），如光學鄰近效應修正（OPC）、掩模版版式分割（Phase Shift Mask, PSM）、衍射光學元件（DOA）等，這些技術對於在更小的尺寸下實現精確圖形轉移至關重要。 摻雜技術： 引入雜質以改變半導體材料導電類型和導電率是構成晶體管等器件功能的核心。本書將詳細介紹離子注入（Ion Implantation）和擴散（Diffusion）兩種主要摻雜技術。對離子注入的能量、劑量、角度控製，以及後續的退火（Annealing）工藝，以激活注入的雜質、修復晶格損傷等，進行深入分析。對於擴散技術，將探討其在早期工藝中的應用，以及其對摻雜分布的控製特點。 互連技術： 將芯片上的數億乃至數萬億個晶體管連接起來，形成完整的電路功能，依賴於復雜的多層金屬互連結構。本書將深入探討金屬材料的選擇（如鋁、銅）、金屬層形成工藝（如濺射、電鍍）、介質層（如二氧化矽、低k介電材料）的形成與平坦化（如化學機械拋光CMP）、以及通孔（Via）和接觸孔（Contact Hole）的製作。特彆是銅互連中的鑲嵌工藝（Damascene Process）以及低k介電材料的應用，對於提高芯片速度和降低功耗具有重要意義。 二、 體係構建：從單工藝到集成 集成電路的製造並非單一工藝的簡單疊加，而是一個高度協同、相互影響的復雜體係。本書將超越孤立的工藝單元，從整體的體係化角度來審視製造過程。 工藝流程的編排與優化： 不同的工藝單元必須按照特定的順序和參數進行編排，纔能最終形成功能性的器件和電路。本書將解析典型的CMOS工藝流程，闡述晶體管的形成、柵極氧化、源漏區形成、互連綫構建等關鍵節點的邏輯順序。同時，會強調工藝流程的優化，包括對每一個工藝參數（如溫度、壓力、時間、化學品濃度、氣體流量等）的精確控製，以達到最佳的器件性能、最高的良率和最低的成本。 良率與可靠性： 集成電路製造是一個極其精密的工業過程，任何微小的偏差都可能導緻芯片失效。本書將探討影響集成電路良率的各種因素，如顆粒汙染、工藝波動、材料缺陷、掩模版缺陷等。同時，將深入介紹提高良率的策略，包括潔淨室的管理、工藝控製的SPC（Statistical Process Control）、在綫檢測（In-line Inspection）和離綫檢測（Offline Metrology）的應用、以及故障分析（Failure Analysis）與失效模式的識彆。可靠性是集成電路生命周期的重要考量，本書將涵蓋各種加速壽命試驗（如高溫高濕、高低溫循環、電壓應力）以及可靠性機理（如電遷移、柵氧化擊穿、ESD）的分析。 先進工藝的挑戰與解決方案： 隨著集成電路特徵尺寸的不斷縮小，製造工藝麵臨著前所未有的挑戰。本書將聚焦於當前和未來先進工藝的關鍵技術，例如： FinFET及GAAFET技術： 應對短溝道效應，提升柵極對溝道的控製能力，本書將詳細解析鰭式場效應晶體管（FinFET）和全環繞柵場效應晶體管（GAAFET）的結構特點、製造工藝難點以及其在高性能計算和移動設備中的重要作用。 3D集成技術： 突破平麵集成瓶頸，實現更高的集成度和性能。將探討矽通孔（TSV）技術、疊層芯片（Stacking）等三維集成方案，及其在存儲器、邏輯芯片等領域的應用前景。 新材料的應用： 例如高k/金屬柵極（High-k/Metal Gate）、應變矽（Strained Silicon）、III-V族半導體材料在特定領域的應用，以及新型互連材料的探索，旨在剋服現有材料的物理極限。 EUV光刻的推進： 作為下一代光刻技術的關鍵，EUV光刻麵臨著光源、掩模版、光學係統和光刻膠等多方麵的挑戰，本書將對其關鍵技術和發展現狀進行深入分析。 三、 體係的未來：創新驅動與前沿探索 集成電路製造技術的進步是持續不斷的創新驅動過程。本書將展望集成電路製造技術的未來發展趨勢。 人工智能與大數據在製造中的應用： AI和大數據正在深刻地改變集成電路製造的模式。從工藝參數的智能優化、良率預測與提升，到設備故障的早期診斷，再到新材料和新工藝的研發加速，本書將探討AI和大數據在提升製造效率、降低成本、提高産品質量方麵的巨大潛力。 綠色製造與可持續發展： 隨著環保意識的提高，集成電路製造過程中的能耗、化學品使用、廢棄物處理等問題日益受到關注。本書將探討綠色製造理念在集成電路生産中的實踐，如減少有害化學品使用、提高能源效率、循環利用等，以實現可持續發展。 麵嚮新興應用的設計與製造協同： 隨著人工智能、5G通信、自動駕駛、物聯網等新興應用的爆發，對集成電路的需求呈現齣多樣化和定製化的趨勢。本書將強調設計與製造的協同（Design-Technology Co-optimization, DTCO），以及麵嚮特定應用場景（如高性能計算、低功耗物聯網設備、射頻芯片）的定製化製造工藝開發。 結論： 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入且具有前瞻性的集成電路製造工藝技術體係的認知框架。通過對核心工藝單元的細緻解析、工藝流程的體係化梳理、先進技術的挑戰與解決方案的探討，以及對未來發展趨勢的展望，希望能幫助讀者深刻理解集成電路製造的復雜性、精密度與創新性，為投身於這一充滿活力和機遇的領域提供堅實的基礎和廣闊的視野。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對半導體行業有長期關注的人，我總覺得有些核心技術就像是隔著一層薄紗，雖然能看到其大概輪廓，但具體的細節和內在邏輯卻難以窺探。這本書的書名就讓我産生瞭這樣的聯想，它暗示瞭一種係統性的、貫穿始終的講解，而不是碎片化的信息堆砌。我希望能在這本書中找到對整個集成電路製造技術體係的完整梳理，從最基礎的晶圓製備，到光刻、蝕刻、薄膜沉積、離子注入等關鍵工藝，再到後期的封裝測試，都能夠得到深入的闡釋。我尤其感興趣的是這些工藝之間的相互關聯和影響，以及它們是如何協同工作，最終實現芯片功能的。我期待書中能夠提供清晰的流程圖、原理示意圖，甚至是一些關鍵參數的解釋，幫助我理解每一步的科學依據和技術難點。這本書的齣現，對於我理解整個半導體産業鏈的運作至想必會起到至關重要的作用。

評分☆☆☆☆☆

在我看來，一本優秀的技術書籍，應該能夠成為連接理論與實踐的橋梁。尤其是在集成電路製造這樣高度依賴實驗和工程經驗的領域，理論的講解如果脫離瞭實際應用，就顯得蒼白無力。我希望這本書不僅僅是停留在一堆公式和概念的羅列，而是能夠真正地反映集成電路製造的實際操作和工程挑戰。例如，在介紹某種關鍵工藝時，是否能夠提及相關的設備型號、工藝參數的控製範圍，以及在實際生産中可能齣現的良率問題和失效分析？我期待書中能夠有一些關於工藝優化、良率提升的討論，甚至是一些解決工程難題的案例分析。如果能夠包含一些圖錶，生動地展示工藝流程、設備結構或者材料特性，那就更好瞭。我相信，通過這樣的講解，我不僅能學到知識，更能獲得寶貴的工程實踐經驗，從而更好地理解集成電路製造的精髓。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，知識的傳播不僅僅是信息的傳遞，更是一種思維方式的啓迪。對於集成電路製造這樣高度復雜和精密的領域，一本好的技術書籍應該能夠幫助讀者建立起係統性的思維框架。我希望這本書能夠帶領我理解不同工藝之間的內在邏輯，它們是如何相互銜接、相互製約的。例如，在討論光刻工藝時，我希望能夠理解它對後續刻蝕工藝的精度要求，以及薄膜沉積工藝是如何為後續的光刻和刻蝕提供必要條件的。這種“從整體到局部，再從局部到整體”的講解方式，能夠幫助讀者建立起對整個製造流程的立體認知，而不僅僅是孤立地理解某個單一的工藝步驟。我也期待書中能夠提供一些關於工藝演進和技術趨勢的討論，讓我能夠更好地把握這個行業的未來發展方嚮，這對於我進行相關的學習和研究都將大有裨益。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我在選擇這類專業書籍時，除瞭內容本身的價值，也非常看重作者的專業背景和寫作風格。如果作者是該領域的資深專傢，並且擁有豐富的實踐經驗，那麼這本書的可信度和深度就會大大提升。我希望這本書的作者能夠用一種既嚴謹又不失可讀性的方式來介紹這些復雜的概念。避免過於枯燥的理論堆砌，而是能夠結閤實際的案例和工程實踐，讓讀者更容易理解。例如，在講解某種刻蝕技術時，能否介紹一下它在實際生産中遇到的挑戰，以及如何通過工藝優化來解決這些問題？或者在描述光刻膠的化學原理時，能否舉例說明不同類型的光刻膠在不同工藝節點下的應用和選擇考量？我希望能在這本書中感受到作者的真知灼見，以及他對集成電路製造工藝的深刻洞察，這會大大增加閱讀的價值和樂趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和紙質都相當不錯，拿在手裏很有分量，感覺是那種可以沉下心來細細品讀的學術專著。封麵設計簡約大氣，書名清晰醒目，透露齣一種嚴謹的專業氣息。我尤其喜歡它使用的紙張，厚實且帶有一定的韌性，印刷清晰，文字排版也很舒服，長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。這一點對於一本技術性如此強的書籍來說，是非常重要的。我原本對集成電路製造這個領域瞭解不多，但這本書的呈現方式，從視覺和觸覺上，都給瞭我一種專業、可靠的感覺，仿佛它內部蘊含著大量的寶貴知識。我期待它能夠帶領我一步步走進這個復雜而迷人的微觀世界，瞭解那些精密的工藝流程是如何一步步將矽片變成我們日常生活中不可或缺的電子産品的。整體而言，這本書的物理質感給我留下瞭深刻的第一印象，這往往是吸引讀者深入閱讀的良好開端。