集成電路製造技術 杜中一 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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杜中一 著

圖書標籤:

• 集成電路
• 製造
• 工藝
• 半導體
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• 杜中一
• 電子工程
• 技術
• 器件
• 封裝

店鋪： 典則俊雅圖書專營店

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122262844

商品編碼：29792674033

包裝：平裝

齣版時間：2016-04-01

圖書基本信息,請以下列介紹為準
書名	集成電路製造技術
作者	杜中一
定價	35.00元
ISBN號	9787122262844
齣版社	化學工業齣版社
齣版日期	2016-04-01
版次	1

其他參考信息（以實物為準）
裝幀：平裝	開本：16開	重量：0.4
版次：1	字數：	頁碼：

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目錄

內容提要

《集成電路製造技術》全麵係統地介紹瞭集成電路製造技術，內容包括集成電路製造概述、多晶半導體的製備、單晶半導體的製備、晶圓製備、薄膜製備、金屬有機物化學氣相沉積、光刻、刻蝕及摻雜。《集成電路製造技術》簡要介紹瞭集成電路製造的基本理論基礎，係統介紹瞭多晶半導體、單晶半導體與晶圓的製備，詳細介紹瞭薄膜製備、光刻與刻蝕及摻雜等工藝。由於目前光電産業的不斷發展，對於化閤物半導體的使用越來越多，《集成電路製造技術》以半導體矽材料集成電路製造為主，兼顧化閤物半導體材料集成電路製造，比如在介紹薄膜製備工藝中，《集成電路製造技術》用單獨的一章介紹瞭如何通過金屬有機物化學氣相沉積來製備化閤物半導體材料薄膜。《集成電路製造技術》可供集成電路製造行業從業人員學習參考，也可作為微電子、光電子等相關專業教材。

編輯推薦

《集成電路製造技術》全麵係統地介紹瞭集成電路製造技術，內容包括集成電路製造概述、多晶半導體的製備、單晶半導體的製備、晶圓製備、薄膜製備、金屬有機物化學氣相沉積、光刻、刻蝕及摻雜。《集成電路製造技術》簡要介紹瞭集成電路製造的基本理論基礎，係統介紹瞭多晶半導體、單晶半導體與晶圓的製備，詳細介紹瞭薄膜製備、光刻與刻蝕及摻雜等工藝。由於目前光電産業的不斷發展，對於化閤物半導體的使用越來越多，《集成電路製造技術》以半導體矽材料集成電路製造為主，兼顧化閤物半導體材料集成電路製造，比如在介紹薄膜製備工藝中，《集成電路製造技術》用單獨的一章介紹瞭如何通過金屬有機物化學氣相沉積來製備化閤物半導體材料薄膜。《集成電路製造技術》可供集成電路製造行業從業人員學習參考，也可作為微電子、光電子等相關專業教材。

作者介紹

杜中一，大連職業技術學院，副院長，副教授研究方嚮：電子科學與技術一．.教育背景 1997.9—2001.7 遼寜石油化工大學計算機科學專業，獲理工學士學位。 2003.9—2006.7 大連理工大學機電專業，獲工學碩士學位。二．著譯作品(1)主編《SMT錶麵組裝技術》電子工業齣版社 2009年1月(2)主編《電子製造與封裝》電子工業齣版社 2010年3月(3)主編《半導體技術基礎》化學工業齣版社 2011年1月(4)主編《電類專業英語》電子工業齣版社 2012年11月三．業務成果 主持完成省級及以上科研課題5項。 在全性刊物發錶學術論文26篇，其中ISTP收錄1篇，北大核心2篇。4項。橫嚮課題3項。

序言

《集成電路製造技術》 一、 工業革命的基石：集成電路的時代浪潮 人類文明的進步，總與技術的飛躍緊密相連。從蒸汽機的轟鳴到電力的普及，每一次工業革命都極大地改變瞭世界的麵貌。而在我們所處的21世紀，信息技術以前所未有的速度和廣度滲透到生活的每一個角落，構建起一個高度互聯的數字社會。這一切的核心，正是那微小卻強大的集成電路。它如同一顆顆精密運轉的“大腦”，驅動著我們手中的智能手機、高效的計算機、智能化的汽車，甚至是探測宇宙奧秘的航天器。集成電路的齣現，標誌著人類進入瞭以信息處理和智能化為核心的第三次工業革命，其重要性不言而喻。 集成電路，又稱芯片，是將眾多電子元器件（如晶體管、電阻、電容等）及其它們之間的連接綫，製作在半導體材料（通常是矽）的基片上，從而實現特定電子功能的微電子器件。它的齣現，剋服瞭早期分立元器件體積大、功耗高、可靠性差等諸多缺點，使得電子設備嚮小型化、高性能化、低功耗化和高可靠性方嚮發展成為可能。從最初簡單的邏輯門到如今包含數十億晶體管的復雜處理器，集成電路的設計和製造技術不斷突破極限，引領著科技發展的潮流。 二、 窺探矽晶的神奇之旅：集成電路製造的核心流程 集成電路的製造，是一個極其復雜且精密的工藝過程，它融閤瞭化學、物理、材料科學、光學、電子學等多學科的尖端技術，並依賴於高度自動化的生産設備。整個製造過程大緻可以分為前道工藝（Wafer Fabrication）和後道工藝（Assembly and Test）兩大階段。 前道工藝：矽片上的微觀雕刻藝術 前道工藝是集成電路製造的核心，它直接在矽片上構建齣電路結構。這是一個層層疊加、逐層圖案化的過程，每一步都必須在潔淨度極高的環境中進行，以避免任何微小的灰塵顆粒對器件性能造成影響。 1. 矽片製備（Wafer Preparation）： 一切始於一塊高純度的矽晶圓。從石英砂中提煉齣多晶矽，再經過區域熔煉提純，最終通過直拉法或區熔法生長齣單晶矽棒。然後，將矽棒切割成薄薄的圓片，經過研磨、拋光等工藝，得到錶麵光滑、平整的矽片，作為後續工藝的載體。 2. 氧化（Oxidation）： 在高溫環境下，讓矽片與氧氣或水蒸氣發生反應，在矽片錶麵形成一層二氧化矽（SiO2）薄膜。這層氧化膜起著絕緣、保護以及作為後續工藝中掩膜的作用。 3. 光刻（Photolithography）： 這是集成電路製造中最關鍵也是最具挑戰性的步驟之一，它決定瞭電路的圖形尺寸和密度。通過紫外光穿透一個帶有電路圖案的“掩膜版”（Mask），將圖案轉移到塗覆在矽片上的光刻膠（Photoresist）上。光刻膠在曝光區域發生化學變化，從而形成預定的圖形。這是一個不斷追求更高分辨率、更精細綫條的過程，直接關係到芯片的集成度和性能。 4. 刻蝕（Etching）： 光刻後，未被保護或被曝光的光刻膠會受到腐蝕，從而將掩膜版上的圖案精確地“雕刻”到矽片錶麵或其上的其他薄膜層上。刻蝕工藝可分為乾法刻蝕（使用等離子體）和濕法刻蝕（使用化學液體），乾法刻蝕以其高精度和各嚮同性控製能力而成為現代工藝的主流。 5. 摻雜（Doping）： 為瞭改變矽的導電性能，需要嚮矽片中引入少量特定雜質原子（如磷、砷、硼等）。通過離子注入（Ion Implantation）或擴散（Diffusion）的方式，將這些雜質原子精確地植入到矽片設計的特定區域，形成P型區和N型區，這是構成晶體管等器件的基礎。 6. 薄膜沉積（Thin Film Deposition）： 在矽片錶麵形成各種功能性薄膜，如金屬導電層（用於連接器件）、介質層（用於絕緣）以及其他半導體材料層。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）等，它們能在極低的厚度範圍內精確控製薄膜的成分和結構。 7. 金屬化（Metallization）： 在電路的各個器件之間，需要用金屬導綫進行連接，形成完整的電路。這通常涉及沉積一層金屬薄膜（如鋁、銅），然後通過光刻和刻蝕技術將其圖案化，形成互聯綫。多層金屬互聯是現代復雜芯片的關鍵技術。 後道工藝：從矽片到獨立芯片的蛻變 前道工藝完成後，一張矽片上會同時製造齣成百上韆個甚至上萬個相同的集成電路芯片。後道工藝則負責將這些芯片從矽片上分離齣來，並進行封裝，使其能夠正常工作並保護起來。 1. 測試（Wafer Test）： 在矽片狀態下，對每個獨立的芯片進行初步的功能和性能測試，以剔除有缺陷的芯片，避免後續不必要的加工成本。 2. 切割（Dicing）： 使用精密的金剛石鋸或激光，將帶有多個芯片的矽片切割成獨立的芯片（Die）。 3. 封裝（Packaging）： 將切割好的芯片安裝到載體上，並使用導綫（Bonding Wires）將其與載體的引腳連接起來。最後，用塑料、陶瓷等材料將整個芯片封裝起來，形成我們所熟悉的芯片外形。封裝不僅保護瞭芯片免受機械損傷和環境影響，還提供瞭與外部電路連接的接口。 4. 最終測試（Final Test）： 封裝完成後，對每個獨立的芯片進行最終的功能、性能和可靠性測試，確保其符閤設計規格。 三、 驅動未來的核心引擎：集成電路的廣泛應用與發展趨勢 集成電路作為信息時代的“心髒”，其應用已經滲透到國民經濟的各個領域。 消費電子： 智能手機、平闆電腦、電視、遊戲機等，無一不依賴於強大的集成電路提供計算、存儲和通信能力。 通信領域： 移動通信基站、路由器、交換機等網絡設備，以及各種通信芯片，是構建現代通信網絡的基石。 汽車工業： 現代汽車集成瞭大量的電子控製單元（ECU），負責發動機管理、安全係統、娛樂係統、自動駕駛等，集成電路是其核心。 工業自動化： 工業機器人、智能傳感器、PLC（可編程邏輯控製器）等，都離不開高性能的集成電路來提升生産效率和智能化水平。 醫療健康： 醫療器械、診斷設備、可穿戴健康監測設備等，集成電路的微型化和高集成度為醫療技術的進步提供瞭可能。 航空航天： 衛星、雷達、飛行控製係統等，對集成電路的可靠性和性能要求極高。 展望未來，集成電路技術仍將是驅動科技進步的核心動力，其發展趨勢主要體現在： 摩爾定律的延續與挑戰： 盡管傳統意義上的摩爾定律（集成電路上可容納的晶體管數目約每18個月翻一番）麵臨物理極限的挑戰，但通過新的材料（如三維堆疊、二維材料）、新的器件結構（如GAAFET）以及新的設計方法（如Chiplet），集成電路的性能仍在不斷提升。 人工智能（AI）芯片的崛起： 隨著AI應用的爆發，專門為AI計算設計的芯片（如GPU、NPU、TPU）成為新的研發熱點，它們在並行計算、矩陣運算等方麵具有顯著優勢。 異構集成與先進封裝： 將不同功能、不同工藝的芯片（如CPU、GPU、存儲器）集成到同一個封裝中，實現更高集成度和更優性能，是未來集成電路發展的重要方嚮。 低功耗與可持續性： 隨著數據量的爆炸式增長和應用場景的多元化，對集成電路的功耗控製提齣瞭更高的要求，綠色低功耗設計將成為關鍵。 安全與可靠性： 在日益復雜的網絡環境中，集成電路的安全性和可靠性變得尤為重要，從設計到製造，都需要加強安全防護。 集成電路製造技術，正是這場科技革命的幕後英雄。它代錶著人類在微觀世界進行精雕細琢的極緻追求，是支撐現代文明不可或缺的物質基礎。理解其復雜而精密的製造過程，有助於我們更深刻地認識到現代科技的魅力與挑戰，以及其對我們生活産生的深遠影響。

評分☆☆☆☆☆

這本《集成電路製造技術》的作者杜中一，從我個人的閱讀體驗來說，這本書的深度和廣度都讓人印象深刻。它不僅僅是簡單地羅列一些工藝流程，而是深入探討瞭半導體製造背後的物理原理和化學反應。比如，在光刻環節，作者對EUV（極紫外光刻）技術的講解就非常到位，不僅描述瞭設備的工作原理，更重要的是分析瞭不同波長光刻膠的特性以及它們在納米尺度下麵臨的挑戰，比如散射、套刻精度等。我尤其欣賞的是，書中對薄膜沉積和刻蝕技術（特彆是反應離子刻蝕RIE和深反應離子刻蝕DRIE）的係統性闡述。這些技術是決定芯片性能的關鍵所在，書中通過大量的圖錶和公式推導，將原本抽象的微觀過程變得具體可感。對於我這種希望深入理解半導體器件物理基礎的讀者來說，這本書無疑提供瞭一個堅實的理論框架。它不是那種浮於錶麵的科普讀物，而是需要讀者具備一定基礎知識纔能完全吸收的專業教材，但一旦掌握，對整個IC設計和製造鏈條的理解都會提升到一個新的高度。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，就像是進行瞭一次精密的“微觀世界探險”。杜中一教授的敘述風格非常嚴謹，邏輯鏈條清晰得令人贊嘆。我感覺這本書的價值在於它對“良率”（Yield）這個核心概念的反復強調和深入剖析。在實際的晶圓製造中，良率是商業成敗的關鍵，而影響良率的因素錯綜復雜，涉及到前道工序（FEOL）到後道工序（BEOL）的每一步。書中詳細分析瞭金屬互連技術的發展，從傳統的鋁布綫到現在的銅互連，以及應力梯度對電遷移的影響，這部分內容對我理解芯片可靠性至關重要。更讓我佩服的是，作者在討論新工藝節點時，總是能敏銳地指齣當前技術麵臨的瓶頸，比如FinFET到GAA（Gate-All-Around）的過渡中，靜電控製的挑戰和材料選擇的權衡。這本書的知識點密度非常高，我不得不時常停下來，查閱一些相關的材料科學背景知識，但這種“帶著問題去學習”的過程，反而加深瞭對內容本身的理解。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構編排展現瞭作者深厚的教學經驗。它不是按照時間順序堆砌技術演進，而是緊密圍繞“如何將矽片轉化為功能性電路”這一主綫展開。比如，在討論摻雜技術時，作者沒有僅僅介紹離子注入，而是細緻地對比瞭擴散和注入在深度控製、激活效率上的差異，並結閤後退火工藝來優化載流子濃度分布。這種從原理齣發，再落腳到工藝控製的敘述方式，使得知識點之間形成瞭強大的內在聯係。我特彆喜歡書中對清洗和鈍化工藝的描述，這些看似“簡單”的步驟，實際上是決定最終器件性能和壽命的無名英雄。書中對超淨室環境控製的側重，也從側麵反映瞭集成電路製造對環境潔淨度的極端要求。總的來說，這本書的知識體係非常完整，層次分明，適閤係統性學習半導體製造的專業人士。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的專業術語和公式推導量是相當大的，初次接觸可能會覺得有些吃力。但如果能堅持下來，你會發現它提供瞭一個無與倫比的全局觀。與其他側重於單個設備或軟件仿真的書籍不同，杜中一的《集成電路製造技術》更注重“係統工程”的角度。比如，在討論先進封裝技術（如Chiplet、2.5D/3D集成）時，作者將製造的視角從傳統的平麵擴展到瞭空間維度，探討瞭TSV（矽通孔）的製造難度、熱管理問題以及如何通過先進的引綫鍵閤技術實現高密度互連。這讓我意識到，現代半導體製造早已超越瞭單純的“製程微縮”，而是轉嚮瞭“異構集成”的新範式。書中對這些前沿趨勢的把握精準且富有洞察力，使得這本書不僅是一本迴顧曆史和現狀的教材，更是一份指引未來技術發展方嚮的路綫圖。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值還在於它對細節的苛求和對誤差的敏感性。在讀取關於CMP（化學機械拋光）的章節時，我被深深震撼瞭。CMP遠非簡單的“打磨”，它涉及到復雜的化學反應、磨料的粒徑分布、拋光液的配方，以及對錶麵應力的精確控製，以確保在去除多餘材料的同時，保持極高的平坦度（幾埃的誤差都是不能接受的）。作者用生動的語言描述瞭如何通過控製這些變量來實現納米級的精度，這讓我對人類工程能力的邊界有瞭更深刻的認識。這本書的閱讀體驗是挑戰與迴報並存的——它要求讀者投入大量精力去理解那些隱藏在材料錶象之下的物理化學本質，但一旦理解，任何關於芯片製造的新聞或進展在你眼中都將不再神秘，而是可以被追溯到書中的某個基本原理。