正版刚硅集成电路工艺基础(第二版)9787301241097关旭东 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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关旭东 著

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• 集成电路
• 硅集成电路
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• 关旭东
• 教材
• 第二版
• 9787301241097

店铺： 温文尔雅图书专营店

出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301241097

商品编码：29760027680

包装：平装

出版时间：2014-04-01

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基本信息

书名：硅集成电路工艺基础(第二版)

定价：52.00元

作者：关旭东

出版社：北京大学出版社

出版日期：2014-04-01

ISBN：9787301241097

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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《硅集成电路工艺基础（第二版）》非常值得推荐。

内容提要

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　　《硅集成电路工艺基础(第2版21世纪微电子学专业规划教材普通高等教育十五*规划教材)》系统地讲述了硅集成电路制造的基础工艺，重点放在工艺物理基础和基本原理上。全书共十一章，其中章简单地讲述了硅的晶体结构和非晶体结构及其特点，第二章到第九章分别讲述了硅集成电路制造中的基本单项工艺，包括氧化、扩散、离子注入、物理气相淀积、化学气相淀积、外延、光刻与刻蚀、金属化与多层互连，后两章分别讲述的是工艺集成和薄膜晶体管的制装工艺。
　　《硅集成电路工艺基础(第2版21世纪微电子学专业规划教材普通高等教育十五*规划教材)》可作为高等学校微电子专业本科生和研究生的教材或参考书，也可供从事集成电路制造的工艺技术人员阅读。

目录

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章 硅晶体和非晶体
1.1 硅的晶体结构
1.1.l 晶胞
1.1.2 原子密度
1.1.3 共价四面体
1.1.4 晶体内部的空隙
1.2 晶向、晶面和堆积模型
1.2.1 晶向
1.2.2 晶面
1.2.3 堆积模型
1.2.4 双层密排面
1.3 硅晶体中的缺陷
1.3.1 点缺陷
1.3.2 线缺陷
1.3.3 面缺陷
1.3.4 体缺陷
1.4 硅中的杂质
1.5 杂质在硅晶体中的溶解度
1.6 非晶硅结构和特性
1.6.1 非晶硅的结构
1.6.2 非晶网络模型
1.6.3 非晶态半导体的制备方法.
1.6.4 非晶硅半导体中的缺陷
1.6.5 氢化非晶硅
1.6.6 非晶硅半导体中的掺杂效应
参考文献
第二章 氧化
2.1 SiO2的结构及性质
2.1.1 结构
2.1.2 SiO2的主要性质
2.2 SiO2的掩蔽作用
2.2.1 杂质在SiO2中的存在形式
2.2.2 杂质在SiO2中的扩散系数
2.2.3 掩蔽层厚度的确定
2.3 硅的热氧化生长动力学
2.3.1 硅的热氧化
2.3.2 热氧化生长动力学
2.3.3 热氧化SiO2生长速率
2.4 决定氧化速率常数和影响氧化速率的各种因素
2.4.1 决定氧化速率常数的各种因素
2.4.2 影响氧化速率的其他因素
2.5 热氧化过程中的杂质再分布
2.5.1 杂质的再分布
2.5.2 再分布对硅表面杂质浓度的影响
2.6 初始氧化及薄氧化层的制备
2.6.1 快速初始氧化阶段
2.6.2 薄氧化层的制备
2.7 Si-SiO2界面特性
2.7.1 可动离子电荷Qm
2.7.2 界面陷阱(捕获)电荷Qit
2.7.3 SiO2中固定正电荷Qf
2.7.4 氧化层陷阱电荷Qot
参考文献
第三章 扩散
3.1 杂质扩散机制
3.1.1 间隙式扩散
3.1.2 替位式扩散
3.2 扩散系数与扩散方程
3.2.1 菲克定律
3.2.2 扩散系数
3.2.3 菲克第二定律(扩散方程)
3.3 扩散杂质的分布
3.3.1 恒定表面源扩散
3.3.2 有限表面源扩散
第四章 离子注入
第五章 物理气相淀积
第六章 化学气相淀积
第七章 外延
第八章 光刻工艺
第九章 金属化与多层互联
第十章 工艺集成
第十一章 薄膜晶体管制造工艺
附录

作者介绍

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关旭东，北京大学信息学院微电子系 职称：教授 研究方向：硅集成电路的设计和规划 主要作品：硅集成电路工艺基础。

文摘

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序言

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《半导体器件物理与工艺详解》 内容简介 《半导体器件物理与工艺详解》是一部深入探讨半导体器件工作原理及其制造工艺的学术专著。本书旨在为电子工程、微电子学、材料科学等相关领域的学生、研究人员及工程师提供一个全面、系统且深入的学习平台，帮助读者深刻理解现代半导体器件的核心技术，掌握从材料选择到最终器件封装的完整工艺流程。 本书内容涵盖了半导体材料的物理特性，诸如能带理论、载流子输运、掺杂与非平衡载流子等基础概念。在此基础上，本书将详细阐述各种主流半导体器件的物理模型和工作机制，包括但不限于： 第一部分：半导体材料基础与器件物理 半导体材料的晶体结构与能带理论： 详细介绍硅（Si）、砷化镓（GaAs）、氮化镓（GaN）等常见半导体材料的晶体结构特点，深入剖析能带结构、费米能级、禁带宽度等关键参数如何决定材料的电学特性。我们将探讨直接带隙与间接带隙材料的区别及其在光电器件中的应用。 载流子输运机制： 深入分析电子和空穴在半导体中的漂移和扩散过程，详细讲解迁移率、导电率、扩散系数等基本概念。我们将探讨不同散射机制（声子散射、杂质散射、缺陷散射）对载流子输运的影响，并介绍如何通过改变材料成分和工艺参数来优化载流子输运性能。 掺杂与非平衡载流子： 详述N型和P型掺杂的原理，介绍掺杂剂的选取、掺杂浓度对材料导电性的影响，以及高温扩散、离子注入等掺杂技术的工艺细节。同时，本书还将深入探讨非平衡载流子的产生、湮灭过程，以及其在PN结、BJT、MOSFET等器件中的作用。 PN结的形成与特性： 详细讲解PN结的形成机理，包括内置电场、耗尽区宽度、结电容等。深入分析PN结的正偏、反偏特性，包括二极管方程的推导与应用，以及齐纳击穿、雪崩击穿等击穿机制。 双极结型晶体管（BJT）的物理原理： 详细阐述BJT的结构、工作原理、载流子注入和传输过程。深入分析BJT的放大作用、开关特性，并推导其电流增益、输入输出阻抗等关键参数。 金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）的物理原理： 详细介绍MOSFET（NMOS和PMOS）的结构、工作模式（截止区、线性区、饱和区）及其工作原理。深入分析栅介质材料（SiO2、高k介质）对器件性能的影响，探讨阈值电压、跨导、漏电流等关键参数。 其他重要半导体器件： 涵盖光电器件（光电二极管、LED、激光二极管）、功率器件（IGBT、VMOSFET）、以及新兴器件（FinFET、GAAFET）的物理原理和基本结构。 第二部分：半导体制造工艺流程详解 晶圆制备与清洗： 介绍单晶硅的生长技术（直拉法、区熔法），晶圆的切割、研磨、抛光工艺，以及表面清洗的各种化学和物理方法，确保晶圆表面达到极高的洁净度。 薄膜沉积技术： 详细介绍各种薄膜沉积技术，包括但不限于： 氧化工艺： 干氧化、湿氧化等，详细阐述氧化速率、氧化层质量对MOSFET性能的影响。 化学气相沉积（CVD）： 包括低压CVD（LPCVD）、等离子增强CVD（PECVD）、高密度等离子CVD（HDPCVD）等，用于沉积多晶硅、氮化硅、二氧化硅等薄膜，重点分析不同工艺参数下的薄膜特性。 物理气相沉积（PVD）： 如溅射、蒸发等，用于沉积金属薄膜（如铝、铜、钨），探讨溅射靶材、功率、压力等参数对薄膜均匀性、附着力和电阻率的影响。 原子层沉积（ALD）： 介绍ALD的自限性生长机制，其在超薄、高精度薄膜沉积中的优势，尤其在高k栅介质和集成电路互连中的应用。 光刻技术： 深入讲解光刻的原理，包括掩模版制作、光刻胶涂布、曝光（接触式、接近式、投影式）、显影等工艺步骤。详细介绍不同波长光源（g线、i线、KrF、ArF）和多重曝光技术在提高器件集成度方面的作用。 刻蚀技术： 详细阐述干法刻蚀（等离子刻蚀、反应离子刻蚀RIE）和湿法刻蚀。重点分析干法刻蚀的各向异性、选择比、刻蚀速率等关键参数，以及它们对器件结构的精确图形化至关重要。 掺杂工艺： 详细讲解高温扩散和离子注入两种主流掺杂技术。深入分析扩散炉的温度、时间、掺杂源控制，以及离子注入的加速电压、束流、剂量控制。同时，还将介绍退火工艺（快速热退火RTA）在激活掺杂原子、修复损伤等方面的作用。 金属化与互连： 介绍多层金属互连的工艺流程，包括金属蒸渡、溅射、化学机械抛光（CMP）等技术。重点分析互连线材料（铝、铜、钨）的特性、连接技术（如通孔、过孔）以及化学机械抛光在实现平面化和提高互连质量中的作用。 器件封装与测试： 介绍晶圆测试（Wafer Sort）、引线键合、塑封、陶瓷封装等常见封装技术。详述可靠性测试、性能测试等环节，确保最终产品的质量和性能。 本书的特色与亮点： 理论与实践并重： 本书不仅深入阐述了半导体器件的物理原理，更详细介绍了贯穿整个制造过程的各种关键工艺技术，力求做到理论与实践的有机结合。 内容全面深入： 覆盖了从基础材料到先进器件的广泛内容，并对各项工艺技术进行了详尽的解析。 图文并茂： 配备了大量示意图、照片和实物图，帮助读者更直观地理解复杂的概念和工艺流程。 面向未来： 关注了FinFET、GAAFET等下一代器件结构以及高k/金属栅、3D集成等前沿技术，为读者提供前瞻性的视角。 严谨的学术风格： 引用了相关的物理定律、数学模型和实验数据，保证了内容的科学性和权威性。 通过学习《半导体器件物理与工艺详解》，读者将能够： 深刻理解 各种半导体器件的内在物理机制，为器件设计和优化奠定坚实基础。 掌握 现代半导体制造工艺的核心技术，包括薄膜沉积、光刻、刻蚀、掺杂、互连等。 分析和解决 在器件设计和制造过程中遇到的常见问题。 追踪 半导体技术发展的最新动态，为未来的研究和工作做好准备。 本书适合作为高等院校电子工程、微电子学、物理学、材料科学等专业的本科生和研究生教材，也可作为相关领域的研究人员和工程师的参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本关于集成电路工艺基础的书籍，它的价值远超出了预期的“基础”范畴。它更像是一部凝练了数十年行业经验的宝典。我过去阅读的很多参考资料，要么过于侧重电路设计，对底层物理过程一带而过；要么就是纯粹的材料学著作，缺乏工程实现的视角。这本书巧妙地找到了一个完美的平衡点。它不仅讲解了为什么要做这些工艺（比如为什么需要高精度掺杂），更重要的是，它详细阐述了如何实现这些工艺，以及在实际生产中会遇到哪些挑战和权衡。举例来说，在描述CMP（化学机械抛光）环节时，作者没有停留在“磨平”的表面描述，而是深入探讨了磨料的选择、压力控制对表面粗糙度的影响，以及这如何直接关联到下一层金属布线的可靠性。这种自上而下、层层递进的讲解方式，让原本抽象的制造流程变得立体而有生命力。对于想进入半导体制造领域深耕的工程师或研究生来说，这绝对是案头常备的“武功秘籍”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排，充分体现了作者对教学规律的深刻理解。它从最基础的硅晶圆准备开始，像剥洋葱一样，一层一层地深入到更复杂的器件制造流程。对于一个跨学科的学习者而言，这种循序渐进的难度爬升设计至关重要。当你还沉浸在对氧化层生长原理的理解中时，下一章就已经自然而然地引导你进入到掺杂和离子注入的环节，两者之间的知识承接是如此平滑，让人感觉不到强烈的跳跃感。全书贯穿始终的是一种务实的工程精神，它不沉湎于理论的完美性，而是时刻关注实际生产中的良率和成本控制。比如，在讨论光刻胶的化学特性时，作者会提醒我们注意其热稳定性和清洗难度，这些都是决定最终产品能否大规模量产的细节。这本书真正做到了连接理论研究与工程实践的桥梁，对于任何希望在半导体制造领域建立扎实基础的读者来说，都是一份不可多得的财富。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，我带着一丝怀疑的态度开始阅读这本书，因为市面上很多声称是“第二版”或“升级版”的技术书籍，往往只是微调了图表，核心内容陈旧。然而，这本《正版刚硅集成电路工艺基础》彻底颠覆了我的印象。它的内容更新度和前瞻性令人印象深刻。尤其是在介绍先进节点工艺时，无论是EUV光刻技术的最新进展，还是FinFET/GAA结构下的工艺挑战，都有着扎实的论述和清晰的预测。它没有回避半导体制造领域当前面临的瓶颈，反而将其作为探讨的重点，引导读者思考未来工艺演进的方向。从某种意义上说，这本书不仅是记录了“现在”，更是在展望“未来”。语言风格上，它保持了高度的客观性和严谨性，没有花哨的辞藻，一切都以数据和事实为支撑，这对于追求真理的技术人员来说，是最可信赖的品质。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是打开了我对半导体世界认知的一扇全新的大门。我之前对集成电路的理解仅停留在教科书上的基础概念，总觉得那些复杂的工艺流程遥不可及。然而，这本书用一种非常直观且深入浅出的方式，将“刚硅”这种核心材料的特性，如何一步步演化成我们今天习以为常的芯片，娓娓道来。作者的叙述逻辑极其严谨，从晶圆的制备到光刻、刻蚀、薄膜沉积，每一个关键步骤都配有详实的图解和深入的原理分析。我特别欣赏它在技术细节上的把控力，不会为了追求浅显而牺牲专业性，也不会因为专业而让人望而却步。读完前几章，我仿佛亲手参与了一次微观尺度的“炼丹”过程，对工程师们在超净环境中付出的巨大努力有了更深刻的敬意。这本书无疑是为那些想要真正弄懂芯片“心脏”是如何跳动起来的读者准备的，它提供的知识密度非常高，需要反复咀责才能完全吸收。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，首先映入眼帘的就是其清晰的排版和高质量的插图。在技术书籍中，视觉辅助的重要性不言而喻，而这本书在这方面做得极其出色。许多复杂的薄膜沉积或刻蚀的截面图，以往在其他文献中总是模糊不清，难以辨认。但在这里，每一个图例都清晰地标注了工艺参数和结构细节，使得读者可以毫不费力地在脑海中构建出三维的微观场景。我尤其欣赏作者在介绍不同工艺步骤时的对比分析。比如，在讨论湿法刻蚀和干法刻蚀的适用性时，它不仅列举了各自的优缺点，还结合了特定的材料体系和精度要求进行了场景化的说明。这种“讲故事”式的对比，极大地降低了信息处理的认知负荷。它仿佛是一位经验老到的师傅，在手把手地教你识别和区分不同的制造工具和方法，让学习过程变得既高效又充满乐趣。