3D集成手冊:3D集成電路技術與應用:technology and application pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 菲利普·加羅，剋裏斯多夫·鮑爾 著

圖書標籤:

• 3D集成電路
• 3D IC
• 先進封裝
• 異構集成
• TSV
• 2
• 5D/3D
• 微電子
• 集成電路設計
• 電子工程
• 半導體

店鋪： 韻讀圖書專營店

齣版社： 中國宇航齣版社

ISBN：9787515913001

商品編碼：29788736367

包裝：平裝

齣版時間：2017-05-01

圖書基本信息
圖書名稱	3D集成手冊:3D集成電路技術與應用:technology and application of 3D integrated circuits	作者	菲利普·加羅,剋裏斯多夫·鮑爾,
定價	198.00元	齣版社	中國宇航齣版社
ISBN	9787515913001	齣版日期	2017-05-01
字數		頁碼	714
版次	1	裝幀	平裝
開本	16開	商品重量	0.4Kg

內容簡介

三維（3D）集成是一種新興的係統級集成封裝技術，通過垂直互連將不同芯片或模塊進行立體集成。《3D集成手冊：3D集成電路技術與應用》對外研究所和公司的不同3D集成技術進行瞭詳細介紹，係統闡述瞭不同工藝的設計原理和製作流程。《3D集成手冊：3D集成電路技術與應用》旨在及時、客觀地嚮工程師和學者們提供該領域的前沿信息，供相關科研人員及高等院校相關專業的研究生學習、參考與使用。

作者簡介

目錄

章 3D集成概述 1．1 引言 1．2 晶圓堆疊技術的發展 1．3 3D封裝與3D集成 1．4 非TSV的3D疊層技術 1．4．1 Irvine傳感器 1．4．2 超薄芯片疊層（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公司與Leti公司 1．4．6 東芝公司係統封裝模塊 參考文獻 第2章 3D集成的驅動力 2．1 引言 2．2 電性能 2．2．1 信號傳輸速度 2．2．2 存儲器的延遲 2．3 功耗與噪聲 2．3．1 噪聲 2．4 外形尺寸 2．4．1 非易失性存儲器技術：閃存 2．4．2 易失性存儲器技術：靜態存取存儲器（SRAM）與動態存取存儲器（DRAM） 2．4．3 CMOS圖形傳感器 2．5 低成本 2．6 應用驅動 2．6．1 微處理器 2．6．2 存儲器 2．6．3 傳感器 2．6．4 現場可編程邏輯門陣列（FPGA） 參考文獻 第3章 3D集成工藝技術概述 3．1 3D集成技術概述 3．1．1 矽通孔技術（TSVs） 3．1．2 晶圓減薄 3．1．3 晶圓／IC對準鍵閤 3．2 工藝流程 3．3 3D集成技術 3．3．1 TSV製作 3．3．2 載體晶圓的臨時鍵閤 3．3．3 減薄工藝 3．3．4 對準與鍵閤 參考文獻 篇 矽通孔製作 第4章 矽通孔的深反應離子刻蝕（DRIE） 4．1 引言 4．1．1 實現矽片貫穿互連技術的深反應離子刻蝕 4．1．2 DRIE的技術狀態與基本原理 4．1．3 Bosch工藝 4．1．4 通孔製備方法的選擇 4．2 DRIE設備及特徵 4．2．1 高密度等離子體反應器 4．2．2 等離子體化學 4．2．3 等離子體診斷和錶麵分析 4．3 DRIE工藝 第二篇 晶圓減薄與鍵閤技術 第三篇 集成過程 第四篇 設計、性能和熱管理 第五篇 應用

編輯推薦

文摘

序言

《半導體工藝集成：微觀世界的精細構建與前沿應用》 在信息爆炸的時代，每一項突破性的技術進步都離不開底層硬件的支撐。而這些支撐，很大程度上依賴於半導體芯片的集成與發展。本書《半導體工藝集成：微觀世界的精細構建與前沿應用》深入剖析瞭構成現代電子設備心髒的半導體芯片是如何從原材料一步步轉化為功能強大的集成電路的。它並非聚焦於某一種特定的集成技術，而是以更為宏觀的視角，係統性地闡述瞭整個半導體製造過程中的關鍵工藝、材料選擇、設備原理及其所麵臨的挑戰與未來發展趨勢。 第一部分：矽基半導體工藝基礎 本書的起點，將帶您走進微觀世界的奇妙旅程。首先，我們將詳細介紹作為半導體材料基石的矽晶圓的製備過程。從高純度多晶矽的提純，到單晶矽的生長（如直拉法和區熔法），再到晶圓的切割、拋光，每一個步驟都至關重要，直接影響著後續工藝的成功率和芯片的性能。我們將探討晶圓錶麵處理技術，包括清洗、氧化、氮化等，以及它們在構建柵極、絕緣層等核心結構中的作用。 隨後，本書將重點闡述光刻（Photolithography）技術，這是集成電路製造中最核心、最精密的步驟之一。我們將深入講解不同類型的光刻機（如步進式曝光機、掃描式曝光機）的工作原理，以及光刻膠（Photoresist）的種類、曝光、顯影、刻蝕等關鍵環節。特彆地，我們會分析極紫外光（EUV）光刻等先進技術如何實現更小的特徵尺寸，以及其帶來的巨大挑戰，包括光源的復雜性、掩模版的製造難度以及光學係統的精度要求。 刻蝕（Etching）工藝是實現圖形轉移的另一項關鍵技術。本書將區分乾法刻蝕（如反應離子刻蝕 RIE）和濕法刻蝕，並詳細介紹不同刻蝕工藝的原理、優缺點及其在三維結構中的應用。我們將討論等離子體（Plasma）的形成機製、刻蝕速率的控製、選擇性刻蝕的重要性，以及如何通過刻蝕技術構建齣高深寬比的溝槽和通孔，為後續的集成奠定基礎。 第二部分：薄膜沉積與互連技術 在構建瞭基本的半導體器件結構後，如何在微觀層麵實現不同器件之間的連接，是集成電路功能的關鍵。本書將詳述各種薄膜沉積技術，包括化學氣相沉積（CVD）、物理氣相沉積（PVD）以及原子層沉積（ALD）。我們將深入探討不同沉積方法的原理、適用的材料（如二氧化矽、氮化矽、金屬矽化物、鎢、銅等），以及如何通過精確控製工藝參數來獲得均勻、緻密、低缺陷的薄膜。ALD技術因其卓越的原子層精確控製能力，將是本書的重點介紹對象，尤其是在柵介質、高介電常數（High-k）材料和金屬柵極的製備中的關鍵作用。 互連（Interconnect）技術是實現芯片內部信號傳輸和能量供給的“高速公路”。本書將詳細介紹多層金屬互連的形成過程。從早期使用的鋁（Al）互連，到如今普遍采用的銅（Cu）互連，再到未來可能齣現的碳納米管（CNT）或二維材料互連，我們將分析不同金屬材料的導電性、抗遷移性、與介質的附著力等特性。本書將重點講解銅互連的化學機械拋光（CMP）和阻擋層/擴散阻擋層的應用，以及如何通過圖形化阻擋層（Damascene）工藝實現光滑、無缺陷的金屬通路。 第三部分：先進集成與封裝技術 隨著半導體器件尺寸的不斷縮小和功能的日益復雜，傳統的平麵集成方式已逐漸觸及極限。本書將著眼於未來的發展方嚮，深入探討先進的集成技術。 三維集成（3D Integration）：這是本書的重點探討方嚮之一。我們將詳細介紹不同類型的3D集成架構，包括： 矽通孔（Through-Silicon Via, TSV）：TSV技術是實現芯片堆疊的關鍵。我們將詳細闡述TSV的形成過程，包括鑽孔、絕緣、填充和研磨等步驟，並分析其在提高芯片性能、降低功耗、減小封裝尺寸方麵的優勢。 晶圓對晶圓（Wafer-to-Wafer, W2W）集成：講解如何將兩個或多個完全相同的晶圓進行精確對準和鍵閤，實現垂直互連。 芯片對晶圓（Chip-to-Wafer, C2W）集成：介紹如何將預先製造好的芯片陣列與晶圓進行鍵閤。 芯片對芯片（Chip-to-Chip, C2C）集成：探討如何將不同功能的裸芯片直接堆疊和互連，形成異構集成（Heterogeneous Integration）的解決方案。 先進的鍵閤技術：例如直接鍵閤、再布綫層（RDL）的應用，以及它們在實現高密度、高性能3D集成中的作用。 異構集成（Heterogeneous Integration）：隨著摩爾定律的放緩，通過將不同材料、不同工藝、不同功能的芯片（如邏輯芯片、存儲芯片、射頻芯片、傳感器芯片等）集成在一起，以實現更強大的整體性能，成為重要的發展趨勢。本書將探討異構集成所麵臨的挑戰，例如熱管理、信號完整性、功耗分配等，以及相應的解決方案。 先進封裝技術：封裝是保護芯片並為其提供電氣和熱連接的最後一道關鍵工藝。本書將介紹包括扇齣型晶圓級封裝（Fan-Out Wafer Level Packaging, FOWLP）、2.5D封裝（如使用矽中介層 Silicon Interposer）和3D封裝（如TSV堆疊）等先進封裝技術。我們將分析這些技術如何支持更高密度的互連、更小的封裝尺寸以及更優異的熱性能，從而滿足高性能計算、AI、5G等應用的需求。 第四部分：材料與設備創新 半導體工藝的進步離不開材料科學和設備工程的協同發展。本書將探討新材料的開發與應用，例如： 高遷移率材料：如應變矽（Strained Silicon）、III-V族半導體材料（如GaAs, InGaAs）以及二維材料（如石墨烯、MoS2），它們在提高晶體管開關速度和降低功耗方麵具有巨大潛力。 高介電常數（High-k）和低介電常數（Low-k）材料：它們在柵介質和互連層絕緣中至關重要，直接影響著器件的性能和互連綫的信號延遲。 金屬柵極材料：分析金屬柵極的演變以及其在維持短溝道效應控製和提高載流子遷移率方麵的作用。 在設備方麵，本書將簡要介紹推動半導體製造進步的關鍵設備，包括高性能的光刻機、精確的薄膜沉積設備、高效的刻蝕設備以及先進的檢測與量測設備。我們將討論如何通過提升設備的精度、速度和自動化水平來應對日益嚴苛的工藝要求。 第五部分：挑戰與未來展望 本書的最後一部分將聚焦於半導體工藝集成所麵臨的重大挑戰以及未來的發展方嚮。我們將討論： 物理極限與經濟性：隨著特徵尺寸逼近原子尺度，量子效應的乾擾日益顯著，繼續縮小尺寸的難度和成本呈指數級增長。 功耗與散熱：在更小的芯片麵積上實現更強大的計算能力，帶來瞭嚴峻的功耗和散熱問題，需要創新的材料、結構和封裝技術來解決。 良率與可靠性：微觀製造的復雜性使得每一個微小的缺陷都可能導緻芯片失效，如何提高良率和長期可靠性是持續的挑戰。 新計算範式：量子計算、神經形態計算等新興計算模式對半導體材料和工藝提齣瞭新的要求，例如對超導材料、高密度存儲等的需求。 本書將展望半導體工藝集成領域的未來，包括對更先進的EUV光刻技術、極紫外光刻（X-ray Lithography）等下一代光刻技術的探索，以及對超越CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）技術的研究。我們將探討如何通過材料的根本性創新、器件結構的顛覆性設計以及集成方式的革命性突破，來開啓半導體技術的新篇章，為未來的科技發展提供源源不斷的動力。 《半導體工藝集成：微觀世界的精細構建與前沿應用》旨在為工程師、研究人員、學生以及任何對現代電子技術幕後工作原理感興趣的讀者提供一個全麵、深入的視角。它將幫助讀者理解，正是這些在納米尺度上精雕細琢的工藝，構成瞭我們今天所依賴的豐富多彩的數字世界。

評分☆☆☆☆☆

我得說，這本書的價值遠超我的預期，它提供瞭一個觀察未來計算平颱如何構建的獨特視角。這本書的敘事節奏非常引人入勝，它不像某些技術手冊那樣乾巴巴地堆砌數據，而是像在講述一個關於“如何把更多功能塞進更小空間”的精彩故事。我特彆關注瞭其中關於異構集成和係統級封裝（SiP）的章節，作者對不同技術節點下，功耗、性能和成本之間的微妙平衡把握得極其精準。其中對於熱管理挑戰的分析尤其深刻，這通常是許多入門書籍會略過或一帶而過的地方，但這本書卻給齣瞭非常詳盡的物理模型和工程考量，這對於真正想投入研發工作的人來說，簡直是寶貴的實戰經驗總結。我花瞭整整一個下午，對照著書中的流程圖，梳理瞭整個設計到製造的鏈條，收獲甚巨。這種兼具理論深度和工程實操指導的著作，在市麵上是相當罕見的精品。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是為我這種對前沿電子技術充滿好奇的人量身定做的！我剛翻開第一章，就被作者那種深入淺齣的敘述方式深深吸引住瞭。特彆是關於先進封裝技術那幾個部分的闡述，那些原本聽起來無比高深的術語，經過作者的層層剝繭，變得清晰易懂。我尤其欣賞作者在理論講解之後，總能緊跟著實際應用的案例進行剖析，這讓抽象的知識立刻有瞭鮮活的生命力。書中對不同技術路綫的優缺點進行瞭非常中肯的對比分析，讓我這個初學者在宏觀上迅速建立起一個清晰的知識框架，而不是陷在細節裏迷失方嚮。那種仿佛有位經驗豐富的老工程師在耳邊耐心指導的感覺，真的非常棒。這本書的排版和圖示設計也值得稱贊，那些復雜的結構圖，沒有一絲含糊不清的地方，每一個細節都標注得清清楚楚，極大地降低瞭理解復雜三維結構的認知負擔。我感覺自己正在進行一場高效的知識迭代，而不是枯燥的閱讀。強烈推薦給所有想在微電子領域深耕的朋友們！

評分☆☆☆☆☆

這本書的學術嚴謹性和前瞻性達到瞭一個非常高的水準，它成功地架起瞭一座連接基礎物理學和尖端工程實踐的橋梁。我發現書中對一些關鍵製造步驟的描述，細節到瞭令人發指的地步，比如光刻工藝的邊緣控製和先進凸點（bump）的優化策略，這通常需要查閱大量的專利和內部報告纔能獲得的知識，作者卻以一種清晰、結構化的方式呈現瞭齣來。我尤其欣賞作者在描述復雜係統時所展現齣的全局觀，從最底層的晶體管特性，到頂層的係統性能指標，每一步的遞進都考慮到瞭前序步驟帶來的影響，這對於培養工程師的係統思維至關重要。它不僅僅是一本“教你如何做”的書，更是一本“教你如何思考”的教材。讀完之後，我對自己過去在項目中遇到的某些設計瓶頸有瞭豁然開朗的感覺，很多一直睏擾我的“為什麼會這樣”的問題，都在書中找到瞭令人信服的解答。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我感覺自己對“集成”這個概念有瞭全新的認識，它不再僅僅是芯片層麵的堆疊，而是一種跨越不同材料、不同工藝平颱的係統性工程。這本書的厲害之處在於，它沒有停留在對現有技術的簡單羅列上，而是深入探討瞭驅動這些技術發展的根本物理限製和經濟驅動力。比如，作者在探討材料兼容性時的那一段論述，分析瞭從矽基到非矽基材料過渡時所麵臨的應力控製問題，措辭嚴謹，邏輯無可挑剔。我特彆喜歡作者在章節末尾設置的“未來展望”小節，那些對下一代互聯技術和新興存儲器集成的預測，雖然大膽，但都有堅實的理論基礎支撐，讀來令人心潮澎湃。對於希望瞭解行業發展趨勢，並希望自己的知識體係能夠跟上技術演進步伐的專業人士來說，這本書無疑是一張通往高階議題的入場券。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我本來擔心這是一本過於技術化的硬核讀物，讀起來會非常晦澀難懂，但這本書的寫作風格齣乎意料地具有親和力。它沒有刻意追求辭藻的華麗，而是用最直接、最精確的語言來描繪復雜的技術場景。我發現自己閱讀的效率非常高，因為重點突齣，邏輯鏈條清晰可見。尤其是關於三維封裝的可靠性分析部分，作者用瞭很多實際的失效案例來佐證理論觀點，這比單純的公式推導要來得更有說服力。對於我們這些需要跨領域協作的人來說，這本書提供瞭一種通用的語言和標準化的理解框架，使得與封裝團隊、材料科學傢的溝通效率大大提高。總而言之，這是一本內容紮實、論述深刻，且極具實用價值的工具書，它真正做到瞭將深奧的技術普及化，同時又不犧牲其專業度。我願意把它放在案頭，隨時準備查閱其中的精闢見解。