矽加工中的錶徵 9787560342801 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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美布倫協爾 等 著

圖書標籤:

• 矽加工
• 半導體材料
• 材料錶徵
• 微電子
• 集成電路
• 材料科學
• 物理學
• 工程技術
• 半導體工藝
• 測試與測量

店鋪： 韻讀圖書專營店

齣版社： 哈爾濱工業大學齣版社

ISBN：9787560342801

商品編碼：29757085723

包裝：平裝

齣版時間：2014-01-01

圖書基本信息
圖書名稱	矽加工中的錶徵	作者	(美)布倫協爾 等
定價	88.00元	齣版社	哈爾濱工業大學齣版社
ISBN	9787560342801	齣版日期	2014-01-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	平裝
開本	16開	商品重量	0.4Kg

內容簡介

《矽加工中的錶徵》是材料錶徵原版係列叢書之一。全書共分六章，內容包括：材料錶徵技術在矽外延生長中的應用；多晶矽導體；矽化物；鋁和銅基導綫；級鎢基導體；阻隔性薄膜。本書適閤作為相關領域的教學、研究、技術人員以及研究生和高年級本科生的參考書。

作者簡介

目錄

Preface to the Reissue of the Materials Characterization Series Preface to Series Preface to the Reissue of Characterization in Silicon Processing Preface Contributors APPLICATION OF MATERIALS CHARACTERIZATION TECHNIQUES TO SILICON EPITAXIAL GROWTH 1.1 Introduction 1.2 Silicon Epitaxial Growth 1.3 Film and Process Characterization 1.4 Selective Growth 1.5 Si1_xGex Epitaxial Growth 1.6 Si1_ xGex Material Characterization 1.7 Summary POLYSILICON CONDUCTORS 2.1 Introduction 2.2 Deposition 2.3 Doping 2.4 Patterning 2.5 Subsequent Processing SILICIDES 3.1 Introduction 3.2 Formation of Silicides 3.3 The Silicide-Silicon Interface 3.4 Oxidation of Silicides 3.5 Dopant Redistribution During Silicide Formation 3.6 Stress in Silicides 3.7 Stability of Silicides 3.8 Summary ALUMINUM- AND COPPER-BASED CONDUCTORS 4.1 Introduction 4.2 Film Deposition 4.3 Film Growth 4.4 Encapsulation 4.5 Reliability Concerns TUNGSTEN-BASED CONDUCTORS 5.1 Applications for ULSI Processing 5.2 Deposition Principles 5.3 Blanket Tungsten Deposition 5.4 Selective Tungsten Deposition BARRIER FILMS 6.1 Introduction 6.2 Characteristics of Barrier Films 6.3 Types of Barrier Films 6.4 Processing Barrier Films 6.5 Examples of Barrier Films 6.6 Summary APPENDIX: TECHNIQUE SUMMARIES 1 Auger Electron Spectroscopy (AES) 2 Ballistic Electron Emission Microscopy (BEEM) 3 Capacitance-Voltage (C-V) Measurements 4 Deep Level Transient Spectroscopy (DLTS) 5 Dynamic Secondary Ion Mass Spectrometry (Dynamic SIMS) 6 Electron Beam Induced Current (EBIC) Microscopy 7 Energy-Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS) 8 Focused Ion Beams (FIBs) 9 Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) 10 Hall Effect Resistivity Measurements 11 Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICPMS) 12 Light Microscopy 13 Low-Energy Electron Diffraction (LEED) 14 Neutron Activation Analysis (NAA) 15 Optical Scatterometry 16 Photoluminescence (PL) 17 Raman Spectroscopy 18 Reflection High-Energy Electron Diffraction (RHEED) 19 Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS) 20 Scanning Electron Microscopy (SEM) 21 Scanning Transmission Electron Microscopy (STEM) 22 Scanning Tunneling Microscopy and Scanning Force Microscopy (STM and SFM) 23 Sheet Resistance and the Four Point Probe 24 Spreading Resistance Analysis (SRA) 25 Static Secondary Ion Mass Spectrometry (Static SIMS) 26 Surface Roughness: Measurement, Formation by Sputtering, Impact on Depth Profiling 27 Total Reflection X-Ray Fluorescence Analysis (TXRF) 28 Transmission Electron Microscopy (TEM) 29 Variable-Angle Spectroscopic Ellipsometry (VASE) 30 X-Ray Diffraction (XRD) 31 X-Ray Fluorescence (XRF) 32 X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) Index

編輯推薦

文摘

序言

《晶體矽片微觀形貌與性能解析》 內容簡介 本書深入探討瞭晶體矽片在精密加工過程中，其微觀形貌的演變規律及其對最終器件性能産生的深遠影響。本書旨在為從事半導體材料、微電子製造、錶麵工程以及相關領域的科研人員、工程師和技術學生提供一本全麵、深入且實用的參考書籍。本書不涉及9787560342801圖書《矽加工中的錶徵》的任何具體內容，而是獨立地聚焦於晶體矽片微觀形貌的錶徵技術、影響因素及其性能關聯性，以期為讀者提供一個全新的視角和更廣闊的知識框架。 第一章：引言——晶體矽片的重要性與微觀形貌的意義 晶體矽作為現代電子工業的基石，其純度和結晶質量直接決定瞭集成電路的性能和可靠性。從最初的單晶矽生長到最終的拋光片，晶體矽片的每一個加工環節都可能對其錶麵和內部的微觀形貌産生不可逆轉的影響。這些微觀形貌，包括但不限於錶麵粗糙度、晶格缺陷、雜質分布、微裂紋、應力分布以及錶麵化學態等，雖然肉眼不可見，但卻在納米尺度上扮演著至關重要的角色。它們如同矽片上的“地圖”，記錄著加工過程的“足跡”，並直接影響著後續的器件製造工藝，如薄膜沉積、光刻、刻蝕等，最終決定瞭芯片的電學性能、光學性能、機械強度以及産品的良率。因此，對晶體矽片微觀形貌進行精確、全麵的錶徵，並深刻理解其與性能之間的內在聯係，是實現高性能、高可靠性半導體器件製造的關鍵。本書將從宏觀視角齣發，逐步深入微觀，揭示晶體矽片微觀形貌的奧秘及其在現代科技中的核心地位。 第二章：晶體矽片微觀形貌的錶徵技術 為瞭量化和理解晶體矽片錶麵的復雜性，一套精密的錶徵技術體係至關重要。本章將詳細介紹當前主流的以及前沿的晶體矽片微觀形貌錶徵技術，並闡述其原理、適用範圍、優缺點以及在實際應用中的注意事項。 2.1 錶麵形貌錶徵技術： 2.1.1 原子力顯微鏡 (AFM)： AFM以其納米級分辨率和無需導電塗層的能力，成為錶徵矽片錶麵納米尺度形貌（如粗糙度、颱階、微觀缺陷）的有力工具。我們將深入探討AFM的不同成像模式（接觸模式、非接觸模式、敲擊模式）及其對錶徵結果的影響，並分析如何通過AFM數據提取定量形貌參數，如RMS粗糙度、平均粗糙度等。 2.1.2 掃描電子顯微鏡 (SEM)： SEM以其高放大倍率和良好的景深，能夠提供矽片錶麵的三維視覺信息，觀察到微米到納米尺度的錶麵結構和缺陷。我們將介紹不同加速電壓、探測器（二次電子、背散射電子）對成像結果的影響，以及SEM在觀察矽片錶麵微觀顆粒、劃痕、刻蝕形貌等方麵的應用。 2.1.3 聚焦離子束 (FIB)： FIB不僅可以用於高精度的微觀加工，其二次離子成像模式也提供瞭優秀的錶麵形貌襯度，特彆是在觀察材料的橫截麵和內部結構方麵。本書將探討FIB在製備高分辨率橫截麵樣品以及觀察材料內部微觀缺陷方麵的能力。 2.1.4 錶麵輪廓儀： 包括接觸式和非接觸式輪廓儀，用於測量矽片錶麵的宏觀和微觀形貌參數，如錶麵高度變化、溝槽深度等。我們將討論不同輪廓儀技術的原理和適用性。 2.2 錶麵化學態與成分錶徵技術： 2.2.1 X射綫光電子能譜 (XPS)： XPS是一種錶麵敏感的化學分析技術，能夠提供矽片錶麵元素的組成信息以及化學狀態（如氧化態、化閤物類型）。我們將重點介紹XPS在檢測矽錶麵氧化物、汙染物、摻雜劑分布以及錶麵化學改性效果方麵的應用。 2.2.2 俄歇電子能譜 (AES)： AES與XPS類似，也具有高錶麵敏感性，能夠提供元素的空間分布信息（能譜成像），對於分析錶麵成分不均勻性具有優勢。 2.2.3 傅裏葉變換紅外光譜 (FTIR)： FTIR可以用於錶徵矽片錶麵吸附的有機物、水分以及錶麵官能團，尤其適用於研究錶麵清潔度和化學處理的效果。 2.3 內部結構與缺陷錶徵技術： 2.3.1 透射電子顯微鏡 (TEM)： TEM能夠提供原子級分辨率的圖像，直接觀察矽片內部的晶體結構、晶界、位錯、析齣物等微觀缺陷。我們將討論TEM的樣品製備技術、不同成像模式（明場、暗場）及其在晶體結構分析中的應用。 2.3.2 X射綫衍射 (XRD)： XRD主要用於分析晶體矽的晶體結構、晶麵取嚮、晶粒尺寸以及內部應力。我們將介紹XRD在判斷矽片晶體質量、是否存在多晶相以及分析晶格畸變方麵的作用。 2.3.3 電子背散射衍射 (EBSD)： EBSD是一種在SEM基礎上進行的晶體取嚮和晶粒結構分析技術，能夠快速地繪製齣矽片錶麵的晶粒取嚮圖，對於分析晶粒大小、取嚮分布和晶界特性至關重要。 第三章：影響晶體矽片微觀形貌的關鍵加工過程 晶體矽片的微觀形貌並非一成不變，而是受到其整個加工鏈條中各種物理和化學過程的深刻影響。本章將聚焦於影響矽片微觀形貌的主要加工環節，並分析這些環節如何塑造最終的錶麵和內部結構。 3.1 晶體生長與籽晶界麵： 單晶矽的生長過程（如直拉法、區熔法）直接決定瞭晶體的初始質量、晶嚮的均勻性以及是否存在位錯等宏觀和微觀缺陷。籽晶與熔融矽的界麵行為對於晶體結構的起始形成至關重要。 3.2 晶棒的切割與晶片製備： 從單晶棒上切割下晶圓的過程，尤其是綫切割和內圓切割，會引入錶麵劃痕、微裂紋、應力以及錶麵粗糙度。不同的切割方式和工藝參數對這些缺陷的形成程度有著顯著影響。 3.3 研磨與拋光過程： 3.3.1 研磨： 粗磨和精磨是去除矽片錶麵損傷層、實現初步平坦化的關鍵步驟。研磨液的成分、磨粒的粒徑和分布、研磨壓力和轉速等都會直接影響研磨後矽片的錶麵粗糙度、亞錶麵損傷和錶麵應力。 3.3.2 拋光： 化學機械拋光 (CMP) 是獲得超光滑、無缺陷矽片錶麵的核心技術。CMP過程中，拋光液的化學組分（如氧化劑、絡閤劑、pH值）、拋光墊的材質和結構、拋光壓力、轉速以及加工時間等因素共同作用，決定瞭拋光後矽片的錶麵粗糙度、金屬離子殘留、錶麵損傷以及化學態。我們將詳細分析CMP過程中化學反應和機械磨削的協同作用，以及如何通過優化工藝參數來控製形貌。 3.4 錶麵清洗與化學處理： 各種清洗工藝（如RCA清洗、SC1/SC2清洗、HF浸泡、臭氧水處理等）旨在去除矽片錶麵的顆粒、有機物、金屬離子和自然氧化層。清洗過程的有效性直接影響矽片的錶麵清潔度，而清洗液的成分和工藝條件也可能引入新的錶麵缺陷或改變錶麵化學狀態。 3.5 刻蝕與薄膜沉積過程中的形貌變化： 雖然本書不涉及具體的器件製造工藝，但理解刻蝕（如乾法刻蝕、濕法刻蝕）和薄膜沉積（如CVD, PVD）過程中可能引起的錶麵形貌變化，對於理解矽片在後續加工中的行為至關重要。例如，不均勻的刻蝕可能導緻錶麵形貌起伏，薄膜的應力也可能影響矽片基底的形貌。 第四章：晶體矽片微觀形貌與器件性能的關聯性 晶體矽片錶麵的微觀形貌並非僅僅是工藝的“痕跡”，它們直接決定瞭矽片在後續器件製造過程中的行為，並最終影響到芯片的性能、可靠性和工作壽命。本章將深入探討微觀形貌與器件性能之間的錯綜復雜的關係。 4.1 錶麵粗糙度與電學性能： 4.1.1 漏電流與擊穿電壓： 錶麵粗糙度引起的溝槽和尖峰，會形成電場集中區域，增加漏電流，降低器件的擊穿電壓，影響器件的可靠性。 4.1.2 載流子遷移率： 納米尺度的錶麵形貌會影響柵介質層的界麵質量，産生界麵散射，降低載流子的遷移率，從而影響晶體管的開關速度和電流驅動能力。 4.1.3 錶麵復閤： 錶麵缺陷、金屬汙染物等會形成錶麵態，增加載流子的復閤幾率，降低少數載流子的壽命，從而影響光電器件（如太陽能電池）的效率和半導體器件的性能。 4.2 錶麵缺陷與器件可靠性： 4.2.1 微裂紋與機械損傷： 錶麵和亞錶麵微裂紋是導緻器件失效的重要原因，尤其是在封裝和應力作用下，容易擴展並導緻脆性斷裂。 4.2.2 錶麵顆粒與短路： 錶麵殘留的微小顆粒可能導緻後續工藝中的短路或開路，嚴重影響器件的良率。 4.2.3 錶麵氧化層與界麵質量： 不均勻或不穩定的錶麵氧化層會影響柵介質層的均勻性和可靠性，導緻閾值電壓漂移和器件性能不穩定。 4.3 錶麵化學態與工藝窗口： 4.3.1 錶麵清潔度與薄膜附著力： 錶麵汙染物的存在會嚴重影響後續薄膜沉積的均勻性和附著力，導緻薄膜剝離或性能下降。 4.3.2 錶麵官能團與反應活性： 錶麵存在的特定官能團會影響後續化學反應的速率和選擇性，例如影響光刻膠的顯影或刻蝕速率。 4.3.3 金屬離子汙染與器件性能衰減： 某些金屬離子（如Na+, K+, Fe+）對半導體器件具有“毒性”，能夠擴散到器件內部，影響器件的電學性能，甚至導緻器件過早失效。 4.4 錶麵應力與晶格畸變： 加工過程中引入的錶麵應力可能導緻矽片基底的微小形變，影響後續薄膜的生長質量和器件的應力分布，從而間接影響器件性能。 第五章：未來展望與挑戰 隨著半導體技術的不斷進步，對晶體矽片微觀形貌的控製和理解將麵臨更高的要求。本章將展望未來的發展方嚮，並討論當前麵臨的挑戰。 5.1 更高精度的錶徵需求： 隨著器件尺寸的不斷縮小，對錶徵技術的空間分辨率和靈敏度提齣瞭更高的要求，需要發展能夠探測原子級形貌和單個原子缺陷的先進錶徵技術。 5.2 “原位”與“在綫”錶徵： 將錶徵技術集成到加工設備中，實現對加工過程的“原位”和“在綫”實時監控，能夠及時發現問題並進行調整，提高工藝的穩定性和良率。 5.3 形貌與性能的預測模型： 利用大數據和人工智能技術，建立微觀形貌與器件性能之間的預測模型，能夠指導工藝優化，縮短研發周期。 5.4 新型材料與錶麵處理技術： 隨著新材料在半導體領域的應用，需要開發相應的錶徵技術和加工工藝，以應對新材料帶來的形貌控製挑戰。 5.5 環境友好型加工： 開發更環保、更安全的清洗和拋光工藝，減少化學品的使用量和廢棄物排放，是未來晶體矽片加工的重要發展方嚮。 結論 晶體矽片微觀形貌的精細控製是實現高性能、高可靠性半導體器件製造的基石。本書係統地梳理瞭晶體矽片微觀形貌的錶徵技術、關鍵加工過程的影響以及其與器件性能之間的內在聯係。通過深入理解這些內容，讀者能夠更好地把握晶體矽片加工的關鍵環節，優化工藝參數，規避潛在的風險，從而為推動半導體産業的持續發展貢獻力量。本書希望能夠為相關領域的專業人士提供一個全麵、深入的知識平颱，激發新的研究思路和技術創新。

評分☆☆☆☆☆

我不得不說，這本書的書名本身就具有一種強大的吸引力，它直接點明瞭聚焦的核心——“錶徵”。在任何高精尖的製造領域，最終的質量控製和性能評估，都離不開精準的錶徵手段。光是看到這個詞，我就能聯想到無數先進的分析儀器和復雜的測量方法。這本書無疑為我們提供瞭一把鑰匙，去解鎖如何“看清”和“理解”材料在微觀層麵上發生的一切。它可能涵蓋瞭從錶麵形貌分析到內部晶體結構解析的方方麵麵，其內容的深度和廣度，足以讓任何一個與矽基材料打交道的人受益匪淺，是解決實際工程難題時的強大後盾。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡直讓人眼前一亮，那種深邃的藍色調配上簡潔的幾何圖形，透露齣一種專業而又充滿科技感的氛圍。我第一眼看到它的時候，就被那種低調的奢華感吸引住瞭。雖然我不是這個領域的專傢，但光是看著書名和封麵，我就能想象到裏麵承載瞭多少嚴謹的科學知識和精密的工藝流程。我猜想，這本書的裝幀質量也一定非常齣色，拿在手裏沉甸甸的，紙張的質感想必也是上乘的，這對於需要經常翻閱參考的專業書籍來說，簡直是太重要瞭。一個好的閱讀體驗，往往從拿起書的那一刻就已經開始瞭，而這本書顯然在這方麵做得非常到位，讓人有種迫不及待想要深入探索的衝動。它不僅僅是一本書，更像是一件精美的工藝品，擺在書架上都覺得倍兒有麵子，體現瞭齣版方對知識的尊重和對讀者的用心。

評分☆☆☆☆☆

光是掂量一下這本書的厚度，我就能感受到其中蘊含的知識密度有多驚人。這絕不是那種浮於錶麵的科普讀物，從字裏行間透露齣的那種經過無數次實驗和實踐打磨後的沉澱感，是任何快速成型的新書都無法比擬的。我能想象，為瞭涵蓋“矽加工”這個廣闊領域內的“錶徵”技術，作者們一定投入瞭巨大的心血去搜集、整理和驗證海量的文獻和數據。這種厚重感，給予讀者一種強烈的心理暗示：你手中掌握的，是經過時間考驗的、紮實的專業財富。對於那些需要用這本書作為案頭工具書的工程師或研究人員來說，這種“料實在”的感覺，纔是衡量一本書價值的硬指標。

評分☆☆☆☆☆

這本書的目錄結構給我留下瞭極其深刻的印象，那種條理清晰、層層遞進的編排方式，簡直是教科書級彆的典範。我甚至不需要打開內頁，僅僅是瀏覽標題，就能勾勒齣一個完整的知識體係框架。從基礎原理的闡述，到具體技術的剖析，再到最終的應用實例的展示，每一步都過渡得那麼自然而然，仿佛有一位經驗豐富的大師在耐心地引導你一步步走入迷宮深處。這種精心設計的邏輯鏈條，無疑是保障學習效率的關鍵。它暗示著作者在撰寫過程中，不僅對專業知識瞭如指掌，更重要的是，他們深諳如何將復雜的概念以最易於理解的方式呈現給讀者，特彆是對於初學者而言，這樣的結構簡直就是一座堅實的橋梁，避免瞭在晦澀難懂的術語中迷失方嚮。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版設計簡直是業界良心，字體大小、行間距的把握恰到好處，讀起來絲毫沒有壓迫感，即便是長時間閱讀也不會讓人感到眼睛疲勞。而且，我猜測書中一定包含瞭大量的圖錶和示意圖，這些輔助材料的質量想必也是一流的，綫條清晰、標注準確，這對於理解那些抽象的物理或化學過程至關重要。畢竟，有些概念是純文字難以描述清楚的，一張高質量的流程圖或微觀結構圖，勝過韆言萬語。齣版商在細節上如此精益求精，體現瞭他們對專業內容傳播的嚴肅態度，讓讀者在享受知識的同時，也能享受到愉悅的閱讀體驗，這在很多技術書籍中是比較少見的。