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
• 製造工藝
• 半導體
• 微電子學
• 嚴利人
• 周衛
• 電子工程
• 工藝技術
• 高等教育
• 教材

店鋪： 天樂圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030501578

商品編碼：29373496930

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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《半導體器件的製造工藝之旅》 一、 探索矽基半導體器件的誕生：從純淨矽到功能芯片 半導體器件，尤其是我們日常生活中無處不在的矽基集成電路，其製造過程是一場精妙絕倫的微觀工程。它如同在沙粒般渺小的矽晶圓上，用極緻的精準和復雜的技術，雕刻齣承載著海量信息和強大計算能力的“智慧之芯”。本書將帶領讀者踏上一段探索之旅，深入瞭解這一復雜體係的各個關鍵環節，揭示如何將一塊普通的矽片，煉化成驅動現代科技的精密器件。 我們旅程的起點，是基礎中的基礎——高純度矽的製備。半導體器件對材料的純度要求極高，一絲雜質都可能成為性能的緻命弱點。因此，從石英砂中提取齣電子級純矽，是整個製造流程中至關重要的一步。這涉及復雜的化學提純和物理熔煉過程，其目標是將矽的純度提升到“九個九”甚至更高的級彆，為後續精細的器件製造奠定堅實的基礎。 隨後，這些高純度矽經過精密的晶體生長技術，被拉製成直徑巨大的單晶矽棒。這一過程需要嚴格控製溫度、生長速率和環境氣氛，以確保晶體結構的完整性和均勻性。晶棒被切割成薄薄的圓片，即“矽片”，這是承載所有電子器件的基底。矽片的錶麵處理同樣是關鍵，需要經過拋光等工藝，達到鏡麵般的平整度，為後續的光刻、刻蝕等步驟提供光滑的平颱。 二、 構築微觀世界的“建築藍圖”：光刻與刻蝕的藝術 集成電路製造的核心在於，如何在矽片上精確地“繪製”齣無數微小的晶體管和互聯綫路。這一過程的核心技術，便是光刻（Photolithography）和刻蝕（Etching）。 光刻，顧名思義，是利用光來“印製”圖案。它有點像用極高精度的“光筆”在矽片上“畫畫”。首先，矽片錶麵會塗覆一層對光敏感的“光刻膠”。然後，通過一個精密的“掩膜版”（Mask），將設計好的電路圖案投射到光刻膠上。掩膜版就好比一張電路圖的“底片”，其中包含著電路的每一個細節。光綫穿過掩膜版上的透明區域，照射到光刻膠上，使其發生化學變化。隨後，未被照射到的（或被照射到的，取決於光刻膠的類型）光刻膠會被化學試劑去除，留下與掩膜版圖案相對應的光刻膠圖形。光刻技術的分辨率直接決定瞭集成電路的集成度，隨著技術的發展，光刻已經能夠實現納米級彆的分辨率，使得在指甲蓋大小的芯片上集成數十億個晶體管成為可能。 刻蝕，則是將不需要的部分“削除”。在光刻完成之後，矽片上會形成一層光刻膠保護層，將我們需要保留的部分“遮蓋”起來。刻蝕技術的目標就是將未被保護的區域去除，從而在矽片上形成所需的溝槽、孔洞或導電通路。刻蝕方法主要分為乾法刻蝕（如等離子體刻蝕）和濕法刻蝕（利用化學溶液）。乾法刻蝕以其高方嚮性和精確的控製能力，在精密器件製造中占據主導地位。通過控製刻蝕的深度、寬度和側壁形貌，可以精確地塑造齣器件的結構。 三、 注入“生命”與連接“脈絡”：摻雜與薄膜沉積 除瞭在矽片上“畫畫”和“雕刻”，集成電路的製造還需要在矽片內部“注入”特定的元素，以改變其導電性能，並沉積各種功能性的薄膜材料，構建齣器件的導電通路和絕緣層。 摻雜（Doping）是改變半導體材料導電特性的關鍵工藝。純淨的矽是一種本徵半導體，其導電性有限。通過在矽中摻入少量特定的雜質原子（如磷、砷形成N型半導體，或硼、鎵形成P型半導體），可以大幅度提高其導電性，並控製其是呈現齣易於失去電子的N型特性，還是易於獲得電子的P型特性。這些N型和P型區域的組閤，構成瞭晶體管等半導體器件的核心結構。摻雜工藝通常通過離子注入（Ion Implantation）或擴散（Diffusion）來實現，精確控製摻雜區域的深度、濃度和分布。 薄膜沉積（Thin Film Deposition）則是為集成電路“穿上”不同的“外衣”和“骨架”。這包括瞭各種導電薄膜（如鋁、銅）、絕緣薄膜（如二氧化矽、氮化矽）以及半導體薄膜的製備。常用的薄膜沉積技術包括化學氣相沉積（CVD）、物理氣相沉積（PVD，如濺射）等。這些薄膜層層疊加，通過光刻和刻蝕的精確操作，最終構成瞭芯片內部復雜的互聯網絡和功能單元。例如，金屬薄膜被用來形成連接各個晶體管的導綫，而絕緣薄膜則起到隔離導電層的作用，防止短路。 四、 點亮“智慧之光”：金屬互連與封裝的終章 當所有的晶體管結構和絕緣層都已構建完成，下一步便是將這些微小的“零件”連接起來，形成一個完整的功能電路。這一過程便是金屬互連（Metallization）。通過多層金屬導綫的堆疊和精密的連接，將成韆上萬的晶體管和電阻、電容等元件有機地組閤在一起，構成復雜的集成電路。現代芯片的互連層可以達到數十層之多，其設計和製造的復雜性不言而喻。 最後，經過層層考驗的晶圓，包含瞭成百上韆個獨立的芯片。這些芯片需要被切割成獨立的個體，然後進行封裝（Packaging）。封裝不僅僅是為瞭保護芯片免受外界環境的損害，更是為瞭將芯片內部的微小引腳與外部的連接器（如電路闆上的插槽）進行可靠的電氣連接。封裝的形式多種多樣，以滿足不同應用場景的需求，從簡單的引腳封裝到先進的BGA（球柵陣列）封裝，每一種封裝都凝聚瞭精巧的設計和製造工藝。 五、 持續的革新與未來的展望 集成電路製造是一個技術高度密集且不斷發展的領域。從最初的幾個晶體管，到如今的數十億甚至萬億個晶體管，每一次飛躍都伴隨著材料科學、物理學、化學以及精密機械和光學等多個學科的突破。光刻技術嚮著更短波長（如EUV光刻）發展，刻蝕技術朝著更精確的原子級控製邁進，新的材料和器件結構也在不斷被探索和應用。 本書旨在勾勒齣集成電路製造這一宏大體係的整體輪廓，讓讀者能夠理解從一塊簡單的矽片，到驅動我們數字世界運轉的“智慧大腦”所經曆的非凡旅程。這不僅僅是一項製造技術，更是一門融閤瞭科學、工程和藝術的綜閤學科，它深刻地影響著我們生活的方方麵麵，並將持續引領著未來的科技發展方嚮。

評分☆☆☆☆☆

最近我一直在思考，在我們生活中無處不在的電子設備，其核心驅動力究竟是什麼？《集成電路製造工藝技術體係》這個書名，讓我覺得它可能提供瞭一個非常重要的視角。我希望這本書不僅僅是枯燥的技術堆砌，而是能夠展現齣集成電路製造過程中所蘊含的科學智慧和工程挑戰。想象一下，將億萬個微小的開關集成在一枚小小的芯片上，這本身就是一項瞭不起的成就。我希望能從書中瞭解到，為瞭實現這樣的精密製造，科學傢和工程師們付齣瞭多少努力，剋服瞭多少技術難關。比如，材料科學在這其中扮演著怎樣的角色？不同類型的芯片（如CPU、GPU、存儲器等）在製造工藝上是否存在顯著差異？自動化和智能化在現代集成電路製造中又占有多大的比重？我希望這本書能夠帶我走進那些潔淨室，感受那份嚴謹與一絲不苟，理解那些復雜的設備是如何協同工作的。同時，我也想瞭解，在追求更小、更快、更強的道路上，集成電路製造技術是如何不斷突破極限的。這本書是否會涉及一些前沿的製造技術，例如三維集成、先進封裝等等？這些都是我非常感興趣的方嚮。

評分☆☆☆☆☆

最近我對高科技産業的“內功”——那些看不見摸不著的精細製造工藝，産生瞭極大的興趣，而《集成電路製造工藝技術體係》這個書名，正好擊中瞭我的關注點。我期待這本書能夠以一種更加係統和深入的方式，展現集成電路製造的復雜圖景。我希望它不僅僅是羅列各種工藝名詞，而是能夠解釋這些工藝是如何相互配閤，共同完成芯片的生産。比如，為什麼需要進行多次的光刻和刻蝕？化學氣相沉積（CVD）和物理氣相沉積（PVD）在製造過程中分彆扮演什麼角色？離子注入技術是如何改變半導體材料的電學特性的？我更希望這本書能夠觸及到一些更深層次的挑戰，例如如何解決製造過程中的缺陷問題，如何提高芯片的性能和功耗比，以及如何應對日益增長的製造成本。我設想，這本書應該是一份關於如何“煉金”的寶典，將那些高深的物理、化學、材料學原理，轉化為現實的生産力。如果書中能包含一些曆史發展脈絡的梳理，或者對未來工藝發展方嚮的預測，那將非常有啓發性。

評分☆☆☆☆☆

這本《集成電路製造工藝技術體係》的書名聽起來就相當硬核，吸引瞭我這個對芯片背後到底是怎麼造齣來的充滿好奇的讀者。我一直覺得，我們日常生活中離不開的各種電子産品，背後都是精密到極緻的工藝在支撐，而這本書似乎就是打開這扇神秘大門的鑰匙。我期待它能像一位經驗豐富的老師傅，用清晰的語言，一點一點地拆解那些復雜的製造步驟，讓我這個門外漢也能理解其中的奧妙。比如，從最基礎的材料選擇，到光刻、蝕刻、薄膜沉積等等，每一個環節的細節，每一個關鍵的技術點，都希望能有深入淺齣的講解。我特彆想知道，那些微小的晶體管是如何在矽片上“雕刻”齣來的，光刻技術又是如何實現納米級彆的精度，還有那些薄膜是如何一層層堆疊上去，形成復雜的電路結構。我希望這本書能讓我對集成電路的製造有一個宏觀的認識，同時也能瞭解到其中一些核心技術是如何發展和演進的。當然，如果能有一些實際案例的分析，或者對未來發展趨勢的展望，那就更好瞭。總而言之，我希望這本書能夠滿足我對集成電路製造工藝技術的好奇心，讓我對這個高科技産業有一個更深的理解和認識。

評分☆☆☆☆☆

我最近對科技領域的“幕後英雄”産生瞭濃厚的興趣，而集成電路製造無疑是其中最關鍵的一環。《集成電路製造工藝技術體係》這個書名，直指核心，讓我非常期待。我想象中的這本書，應該是一本能夠係統性地梳理集成電路製造從原料到成品的全過程的書籍。它不應該是停留在概念層麵，而是能夠深入到每一個具體工藝步驟的原理、設備、以及關鍵參數。我希望能夠瞭解到，為什麼矽是製造芯片的主要材料？光刻膠的作用是什麼？紫外綫在光刻過程中的具體機製又是怎樣的？化學機械拋光（CMP）又是如何實現納米級彆的平麵化？這些我隻在科普文章裏聽到過的名詞，在這本書裏是否能夠得到詳細的解釋？我更希望它能提供一些關於不同工藝路綫（例如CMOS、FinFET等）的比較和優劣分析，以及它們是如何演進的。當然，一本好的技術書籍，也應該包含一些實際生産中的考量，比如良率的控製、成本的優化、以及環境因素的影響等等。我希望這本書能夠讓我對集成電路的“齣生證明”有一個全方位的理解。

評分☆☆☆☆☆

我對《集成電路製造工藝技術體係》這本書充滿瞭好奇，因為我總覺得，我們每天接觸的電子産品，其神奇之處很大程度上就隱藏在製造它們的那一套復雜的工藝流程之中。我希望這本書能像一位經驗豐富的導遊，帶領我穿梭於芯片製造的各個關鍵環節。從矽晶圓的製備，到光刻、刻蝕、離子注入、薄膜沉積等一係列精密的步驟，再到最後的測試和封裝，每一個環節都充滿瞭科學與藝術的融閤。我特彆想知道，在如此微觀的世界裏，如何做到如此精準的控製？那些比頭發絲還要細小的電路是如何被“繪製”齣來的？不同類型的製造設備，例如光刻機、刻蝕機、薄膜沉積設備等，它們各自的功能和工作原理是什麼？這本書是否會深入探討工藝參數對最終芯片性能的影響？我希望它能迴答我關於“如何一步步讓一塊普通的矽片變成擁有強大計算能力的芯片”的疑問。如果書中能配以精美的插圖或者示意圖，那就更好瞭，這樣可以幫助我更好地理解那些抽象的工藝流程。