3D集成手册:3D集成电路技术与应用:technology and application pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 菲利普·加罗，克里斯多夫·鲍尔 著

图书标签:

• 3D集成电路
• 3D IC
• 先进封装
• 异构集成
• TSV
• 2
• 5D/3D
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• 集成电路设计
• 电子工程
• 半导体

店铺： 韵读图书专营店

出版社： 中国宇航出版社

ISBN：9787515913001

商品编码：29788736367

包装：平装

出版时间：2017-05-01

图书基本信息
图书名称	3D集成手册:3D集成电路技术与应用:technology and application of 3D integrated circuits	作者	菲利普·加罗,克里斯多夫·鲍尔,
定价	198.00元	出版社	中国宇航出版社
ISBN	9787515913001	出版日期	2017-05-01
字数		页码	714
版次	1	装帧	平装
开本	16开	商品重量	0.4Kg

内容简介

三维（3D）集成是一种新兴的系统级集成封装技术，通过垂直互连将不同芯片或模块进行立体集成。《3D集成手册：3D集成电路技术与应用》对外研究所和公司的不同3D集成技术进行了详细介绍，系统阐述了不同工艺的设计原理和制作流程。《3D集成手册：3D集成电路技术与应用》旨在及时、客观地向工程师和学者们提供该领域的前沿信息，供相关科研人员及高等院校相关专业的研究生学习、参考与使用。

作者简介

目录

章 3D集成概述 1．1 引言 1．2 晶圆堆叠技术的发展 1．3 3D封装与3D集成 1．4 非TSV的3D叠层技术 1．4．1 Irvine传感器 1．4．2 超薄芯片叠层（UTCS）（IMEC，RS，U．Barcelona） 1．4．3 富士通公司 1．4．4 Fraunhofer/IZM研究所 1．4．5 3D Plus公司与Leti公司 1．4．6 东芝公司系统封装模块 参考文献 第2章 3D集成的驱动力 2．1 引言 2．2 电性能 2．2．1 信号传输速度 2．2．2 存储器的延迟 2．3 功耗与噪声 2．3．1 噪声 2．4 外形尺寸 2．4．1 非易失性存储器技术：闪存 2．4．2 易失性存储器技术：静态存取存储器（SRAM）与动态存取存储器（DRAM） 2．4．3 CMOS图形传感器 2．5 低成本 2．6 应用驱动 2．6．1 微处理器 2．6．2 存储器 2．6．3 传感器 2．6．4 现场可编程逻辑门阵列（FPGA） 参考文献 第3章 3D集成工艺技术概述 3．1 3D集成技术概述 3．1．1 硅通孔技术（TSVs） 3．1．2 晶圆减薄 3．1．3 晶圆／IC对准键合 3．2 工艺流程 3．3 3D集成技术 3．3．1 TSV制作 3．3．2 载体晶圆的临时键合 3．3．3 减薄工艺 3．3．4 对准与键合 参考文献 篇 硅通孔制作 第4章 硅通孔的深反应离子刻蚀（DRIE） 4．1 引言 4．1．1 实现硅片贯穿互连技术的深反应离子刻蚀 4．1．2 DRIE的技术状态与基本原理 4．1．3 Bosch工艺 4．1．4 通孔制备方法的选择 4．2 DRIE设备及特征 4．2．1 高密度等离子体反应器 4．2．2 等离子体化学 4．2．3 等离子体诊断和表面分析 4．3 DRIE工艺 第二篇 晶圆减薄与键合技术 第三篇 集成过程 第四篇 设计、性能和热管理 第五篇 应用

编辑推荐

文摘

序言

《半导体工艺集成：微观世界的精细构建与前沿应用》 在信息爆炸的时代，每一项突破性的技术进步都离不开底层硬件的支撑。而这些支撑，很大程度上依赖于半导体芯片的集成与发展。本书《半导体工艺集成：微观世界的精细构建与前沿应用》深入剖析了构成现代电子设备心脏的半导体芯片是如何从原材料一步步转化为功能强大的集成电路的。它并非聚焦于某一种特定的集成技术，而是以更为宏观的视角，系统性地阐述了整个半导体制造过程中的关键工艺、材料选择、设备原理及其所面临的挑战与未来发展趋势。 第一部分：硅基半导体工艺基础 本书的起点，将带您走进微观世界的奇妙旅程。首先，我们将详细介绍作为半导体材料基石的硅晶圆的制备过程。从高纯度多晶硅的提纯，到单晶硅的生长（如直拉法和区熔法），再到晶圆的切割、抛光，每一个步骤都至关重要，直接影响着后续工艺的成功率和芯片的性能。我们将探讨晶圆表面处理技术，包括清洗、氧化、氮化等，以及它们在构建栅极、绝缘层等核心结构中的作用。 随后，本书将重点阐述光刻（Photolithography）技术，这是集成电路制造中最核心、最精密的步骤之一。我们将深入讲解不同类型的光刻机（如步进式曝光机、扫描式曝光机）的工作原理，以及光刻胶（Photoresist）的种类、曝光、显影、刻蚀等关键环节。特别地，我们会分析极紫外光（EUV）光刻等先进技术如何实现更小的特征尺寸，以及其带来的巨大挑战，包括光源的复杂性、掩模版的制造难度以及光学系统的精度要求。 刻蚀（Etching）工艺是实现图形转移的另一项关键技术。本书将区分干法刻蚀（如反应离子刻蚀 RIE）和湿法刻蚀，并详细介绍不同刻蚀工艺的原理、优缺点及其在三维结构中的应用。我们将讨论等离子体（Plasma）的形成机制、刻蚀速率的控制、选择性刻蚀的重要性，以及如何通过刻蚀技术构建出高深宽比的沟槽和通孔，为后续的集成奠定基础。 第二部分：薄膜沉积与互连技术 在构建了基本的半导体器件结构后，如何在微观层面实现不同器件之间的连接，是集成电路功能的关键。本书将详述各种薄膜沉积技术，包括化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）以及原子层沉积（ALD）。我们将深入探讨不同沉积方法的原理、适用的材料（如二氧化硅、氮化硅、金属硅化物、钨、铜等），以及如何通过精确控制工艺参数来获得均匀、致密、低缺陷的薄膜。ALD技术因其卓越的原子层精确控制能力，将是本书的重点介绍对象，尤其是在栅介质、高介电常数（High-k）材料和金属栅极的制备中的关键作用。 互连（Interconnect）技术是实现芯片内部信号传输和能量供给的“高速公路”。本书将详细介绍多层金属互连的形成过程。从早期使用的铝（Al）互连，到如今普遍采用的铜（Cu）互连，再到未来可能出现的碳纳米管（CNT）或二维材料互连，我们将分析不同金属材料的导电性、抗迁移性、与介质的附着力等特性。本书将重点讲解铜互连的化学机械抛光（CMP）和阻挡层/扩散阻挡层的应用，以及如何通过图形化阻挡层（Damascene）工艺实现光滑、无缺陷的金属通路。 第三部分：先进集成与封装技术 随着半导体器件尺寸的不断缩小和功能的日益复杂，传统的平面集成方式已逐渐触及极限。本书将着眼于未来的发展方向，深入探讨先进的集成技术。 三维集成（3D Integration）：这是本书的重点探讨方向之一。我们将详细介绍不同类型的3D集成架构，包括： 硅通孔（Through-Silicon Via, TSV）：TSV技术是实现芯片堆叠的关键。我们将详细阐述TSV的形成过程，包括钻孔、绝缘、填充和研磨等步骤，并分析其在提高芯片性能、降低功耗、减小封装尺寸方面的优势。 晶圆对晶圆（Wafer-to-Wafer, W2W）集成：讲解如何将两个或多个完全相同的晶圆进行精确对准和键合，实现垂直互连。 芯片对晶圆（Chip-to-Wafer, C2W）集成：介绍如何将预先制造好的芯片阵列与晶圆进行键合。 芯片对芯片（Chip-to-Chip, C2C）集成：探讨如何将不同功能的裸芯片直接堆叠和互连，形成异构集成（Heterogeneous Integration）的解决方案。 先进的键合技术：例如直接键合、再布线层（RDL）的应用，以及它们在实现高密度、高性能3D集成中的作用。 异构集成（Heterogeneous Integration）：随着摩尔定律的放缓，通过将不同材料、不同工艺、不同功能的芯片（如逻辑芯片、存储芯片、射频芯片、传感器芯片等）集成在一起，以实现更强大的整体性能，成为重要的发展趋势。本书将探讨异构集成所面临的挑战，例如热管理、信号完整性、功耗分配等，以及相应的解决方案。 先进封装技术：封装是保护芯片并为其提供电气和热连接的最后一道关键工艺。本书将介绍包括扇出型晶圆级封装（Fan-Out Wafer Level Packaging, FOWLP）、2.5D封装（如使用硅中介层 Silicon Interposer）和3D封装（如TSV堆叠）等先进封装技术。我们将分析这些技术如何支持更高密度的互连、更小的封装尺寸以及更优异的热性能，从而满足高性能计算、AI、5G等应用的需求。 第四部分：材料与设备创新 半导体工艺的进步离不开材料科学和设备工程的协同发展。本书将探讨新材料的开发与应用，例如： 高迁移率材料：如应变硅（Strained Silicon）、III-V族半导体材料（如GaAs, InGaAs）以及二维材料（如石墨烯、MoS2），它们在提高晶体管开关速度和降低功耗方面具有巨大潜力。 高介电常数（High-k）和低介电常数（Low-k）材料：它们在栅介质和互连层绝缘中至关重要，直接影响着器件的性能和互连线的信号延迟。 金属栅极材料：分析金属栅极的演变以及其在维持短沟道效应控制和提高载流子迁移率方面的作用。 在设备方面，本书将简要介绍推动半导体制造进步的关键设备，包括高性能的光刻机、精确的薄膜沉积设备、高效的刻蚀设备以及先进的检测与量测设备。我们将讨论如何通过提升设备的精度、速度和自动化水平来应对日益严苛的工艺要求。 第五部分：挑战与未来展望 本书的最后一部分将聚焦于半导体工艺集成所面临的重大挑战以及未来的发展方向。我们将讨论： 物理极限与经济性：随着特征尺寸逼近原子尺度，量子效应的干扰日益显著，继续缩小尺寸的难度和成本呈指数级增长。 功耗与散热：在更小的芯片面积上实现更强大的计算能力，带来了严峻的功耗和散热问题，需要创新的材料、结构和封装技术来解决。 良率与可靠性：微观制造的复杂性使得每一个微小的缺陷都可能导致芯片失效，如何提高良率和长期可靠性是持续的挑战。 新计算范式：量子计算、神经形态计算等新兴计算模式对半导体材料和工艺提出了新的要求，例如对超导材料、高密度存储等的需求。 本书将展望半导体工艺集成领域的未来，包括对更先进的EUV光刻技术、极紫外光刻（X-ray Lithography）等下一代光刻技术的探索，以及对超越CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）技术的研究。我们将探讨如何通过材料的根本性创新、器件结构的颠覆性设计以及集成方式的革命性突破，来开启半导体技术的新篇章，为未来的科技发展提供源源不断的动力。 《半导体工艺集成：微观世界的精细构建与前沿应用》旨在为工程师、研究人员、学生以及任何对现代电子技术幕后工作原理感兴趣的读者提供一个全面、深入的视角。它将帮助读者理解，正是这些在纳米尺度上精雕细琢的工艺，构成了我们今天所依赖的丰富多彩的数字世界。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我这种对前沿电子技术充满好奇的人量身定做的！我刚翻开第一章，就被作者那种深入浅出的叙述方式深深吸引住了。特别是关于先进封装技术那几个部分的阐述，那些原本听起来无比高深的术语，经过作者的层层剥茧，变得清晰易懂。我尤其欣赏作者在理论讲解之后，总能紧跟着实际应用的案例进行剖析，这让抽象的知识立刻有了鲜活的生命力。书中对不同技术路线的优缺点进行了非常中肯的对比分析，让我这个初学者在宏观上迅速建立起一个清晰的知识框架，而不是陷在细节里迷失方向。那种仿佛有位经验丰富的老工程师在耳边耐心指导的感觉，真的非常棒。这本书的排版和图示设计也值得称赞，那些复杂的结构图，没有一丝含糊不清的地方，每一个细节都标注得清清楚楚，极大地降低了理解复杂三维结构的认知负担。我感觉自己正在进行一场高效的知识迭代，而不是枯燥的阅读。强烈推荐给所有想在微电子领域深耕的朋友们！

评分☆☆☆☆☆

老实说，我本来担心这是一本过于技术化的硬核读物，读起来会非常晦涩难懂，但这本书的写作风格出乎意料地具有亲和力。它没有刻意追求辞藻的华丽，而是用最直接、最精确的语言来描绘复杂的技术场景。我发现自己阅读的效率非常高，因为重点突出，逻辑链条清晰可见。尤其是关于三维封装的可靠性分析部分，作者用了很多实际的失效案例来佐证理论观点，这比单纯的公式推导要来得更有说服力。对于我们这些需要跨领域协作的人来说，这本书提供了一种通用的语言和标准化的理解框架，使得与封装团队、材料科学家的沟通效率大大提高。总而言之，这是一本内容扎实、论述深刻，且极具实用价值的工具书，它真正做到了将深奥的技术普及化，同时又不牺牲其专业度。我愿意把它放在案头，随时准备查阅其中的精辟见解。

评分☆☆☆☆☆

我得说，这本书的价值远超我的预期，它提供了一个观察未来计算平台如何构建的独特视角。这本书的叙事节奏非常引人入胜，它不像某些技术手册那样干巴巴地堆砌数据，而是像在讲述一个关于“如何把更多功能塞进更小空间”的精彩故事。我特别关注了其中关于异构集成和系统级封装（SiP）的章节，作者对不同技术节点下，功耗、性能和成本之间的微妙平衡把握得极其精准。其中对于热管理挑战的分析尤其深刻，这通常是许多入门书籍会略过或一带而过的地方，但这本书却给出了非常详尽的物理模型和工程考量，这对于真正想投入研发工作的人来说，简直是宝贵的实战经验总结。我花了整整一个下午，对照着书中的流程图，梳理了整个设计到制造的链条，收获甚巨。这种兼具理论深度和工程实操指导的著作，在市面上是相当罕见的精品。

评分☆☆☆☆☆

这本书的学术严谨性和前瞻性达到了一个非常高的水准，它成功地架起了一座连接基础物理学和尖端工程实践的桥梁。我发现书中对一些关键制造步骤的描述，细节到了令人发指的地步，比如光刻工艺的边缘控制和先进凸点（bump）的优化策略，这通常需要查阅大量的专利和内部报告才能获得的知识，作者却以一种清晰、结构化的方式呈现了出来。我尤其欣赏作者在描述复杂系统时所展现出的全局观，从最底层的晶体管特性，到顶层的系统性能指标，每一步的递进都考虑到了前序步骤带来的影响，这对于培养工程师的系统思维至关重要。它不仅仅是一本“教你如何做”的书，更是一本“教你如何思考”的教材。读完之后，我对自己过去在项目中遇到的某些设计瓶颈有了豁然开朗的感觉，很多一直困扰我的“为什么会这样”的问题，都在书中找到了令人信服的解答。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我感觉自己对“集成”这个概念有了全新的认识，它不再仅仅是芯片层面的堆叠，而是一种跨越不同材料、不同工艺平台的系统性工程。这本书的厉害之处在于，它没有停留在对现有技术的简单罗列上，而是深入探讨了驱动这些技术发展的根本物理限制和经济驱动力。比如，作者在探讨材料兼容性时的那一段论述，分析了从硅基到非硅基材料过渡时所面临的应力控制问题，措辞严谨，逻辑无可挑剔。我特别喜欢作者在章节末尾设置的“未来展望”小节，那些对下一代互联技术和新兴存储器集成的预测，虽然大胆，但都有坚实的理论基础支撑，读来令人心潮澎湃。对于希望了解行业发展趋势，并希望自己的知识体系能够跟上技术演进步伐的专业人士来说，这本书无疑是一张通往高阶议题的入场券。