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內容簡介

本書按照教育部新的職業教育教學改革精神，根據電子行業崗位技能需求，結閤示範專業建設與課程改革成果進行編寫。全書從集成電路的製造工藝流程齣發，係統介紹集成電路製造工藝的原理、工藝技術和操作方法等。全書共分4個模塊11章，第1個模塊為基礎模塊，介紹集成電路工藝發展的狀況及典型電路的工藝流程；第2個模塊為核心模塊，重點介紹薄膜製備、光刻、刻蝕、摻雜及平坦化5個單項工藝的原理、技術、設備、操作及參數測試；第3個模塊為拓展模塊，根據産業鏈狀況介紹材料製備、封裝測試、潔淨技術；第4個模塊為提升模塊，通過CMOS反相器的製造流程對單項工藝進行集成應用。
全書根據産業鏈結構和企業崗位設置構建課程內容，注重與新工藝、新技術的結閤，與生産實踐的結閤，以及與職業技能標準的結閤。
本書配有免費的電子教學課件、習題參考答案、教學視頻和精品課網站，詳見前言。

作者簡介

孫萍 女，副教授，碩士學位，畢業於東南大學電子與通信工程專業畢業，現任江蘇信息職業技術學院電信係主任、微電子技術專業帶頭人、微電子技術專業教學團隊負責人，為江蘇省青藍工程青年骨乾教師，兼任《半導體技術》雜誌理事、《微納電子技術》理事等職，多年從事電子技術專業核心課程的教學與研究工作，主持和參與多項教學及科學研究項目。

目錄

基礎模塊
第1章 集成電路製造工藝的發展與工藝流程 （1）
本章要點 （1）
1．1 集成電路製造工藝的發展曆史 （2）
1．1．1 分立器件的發展 （2）
1．1．2 集成電路的發展 （4）
1．2 分立器件和集成電路製造工藝流程 （7）
1．2．1 矽外延平麵晶體管的工藝流程 （7）
1．2．2 雙極型集成電路的工藝流程 （10）
1．2．3 集成電路中NMOS晶體管的工藝流程 （12）
1．3 本課程的內容框架 （14）
本章小結 （15）
思考與習題1 （15）
核心模塊
第2章 薄膜製備 （16）
本章要點 （16）
2．1 半導體生産中常用的薄膜 （17）
2．1．1 半導體生産中常用的絕緣介質膜 （17）
2．1．2 半導體生産中常用的半導體膜 （23）
2．1．3 半導體生産中常用的導電膜 （24）
2．2 薄膜生長――SiO2的熱氧化 （29）
2．2．1 二氧化矽的熱氧化機理 （30）
2．2．2 基本的熱氧化方法和操作規程 （34）
2．2．3 常規熱氧化設備 （38）
2．2．4 其他的熱氧化生長 （39）
2．2．5 矽-二氧化矽係統電荷 （42）
2．2．6 二氧化矽質量檢測 （44）
2．3 化學氣相澱積（CVD）薄膜製備 （46）
2．3．1 化學氣相澱積的基本概念 （46）
2．3．2 幾種主要薄膜的化學氣相澱積 （50）
2．3．3 外延技術 （57）
2．4 物理氣相澱積（PVD）薄膜製備 （67）
2．4．1 蒸發 （67）
2．4．2 濺射 （69）
本章小結 （74）
思考與習題2 （74）
第3章 光刻 （76）
本章要點 （76）
3．1 光刻工藝的基本原理 （77）
3．2 光刻膠 （77）
3．2．1 負性光刻膠 （78）
3．2．2 正性光刻膠 （79）
3．2．3 正膠和負膠的性能比較 （79）
3．2．4 光刻膠的主要性能指標及測定方法 （80）
3．3 光刻工藝 （81）
3．3．1 預處理（脫水烘烤、HMDS） （81）
3．3．2 鏇轉塗膠 （82）
3．3．3 軟烘 （85）
3．3．4 對準和曝光 （86）
3．3．5 曝光後的烘焙 （91）
3．3．6 顯影 （91）
3．3．7 堅膜烘焙 （91）
3．3．8 顯影檢查及故障排除 （92）
3．4 先進光刻工藝介紹 （93）
3．4．1 極紫外綫（EUV）光刻技術 （93）
3．4．2 電子束光刻 （94）
3．4．3 X射綫光刻 （97）
3．4．4 分辨率增強技術 （98）
3．4．5 浸入式光刻技術 （101）
3．4．6 納米壓印技術 （101）
本章小結 （102）
思考與習題3 （102）
第4章 刻蝕 （104）
本章要點 （104）
4．1 刻蝕的基本概念 （105）
4．1．1 刻蝕的目的 （105）
4．1．2 刻蝕的主要參數 （105）
4．1．3 刻蝕的質量要求 （107）

4．1．4 刻蝕的種類 （107）
4．2 濕法刻蝕 （107）
4．2．1 濕法刻蝕的基本概念 （107）
4．2．2 幾種薄膜的濕法刻蝕原理及操作 （108）
4．3 乾法刻蝕 （109）
4．3．1 乾法刻蝕的基本概念 （109）
4．3．2 幾種薄膜的乾法刻蝕原理及操作 （111）
4．3．3 乾法刻蝕的終點檢測 （113）
4．4 去膠 （115）
4．4．1 溶劑去膠 （115）
4．4．2 氧化劑去膠 （115）
4．4．3 等離子體去膠 （116）
本章小結 （117）
思考與習題4 （117）
第5章 摻雜 （118）
本章要點 （118）
5．1 熱擴散的基本原理 （119）
5．1．1 擴散機構 （119）
5．1．2 擴散規律 （119）
5．1．3 影響雜質擴散的其他因素 （122）
5．2 熱擴散的方法 （126）
5．2．1 液態源擴散 （126）
5．2．2 固態源擴散 （127）
5．2．3 摻雜氧化物固-固擴散 （128）
5．2．4 摻雜乳膠源擴散 （128）
5．2．5 金擴散 （129）
5．3 擴散層的質量參數與檢測 （129）
5．3．1 結深 （129）
5．3．2 薄層電阻 （132）
5．4 離子注入的基本原理 （134）
5．4．1 離子注入的定義及特點 （134）
5．4．2 離子注入的LSS理論 （135）
5．5 離子注入機的組成及工作原理 （138）
5．5．1 離子源和吸極 （138）
5．5．2 磁分析器 （139）
5．5．3 加速管 （140）
5．5．4 中性束流陷阱 （140）
5．5．5 掃描係統 （141）
5．5．6 靶室 （144）
5．6 離子注入的損傷與退火 （145）
5．6．1 注入損傷 （145）
5．6．2 退火的方法 （145）
本章小結 （147）
思考與習題5 （147）
第6章 平坦化 （149）
本章要點 （149）
6．1 平坦化的基本原理 （150）
6．2 傳統的平坦化方法 （152）
6．2．1 反刻 （152）
6．2．2 高溫迴流 （154）
6．2．3 鏇塗玻璃法 （154）
6．3 先進的平坦化技術CMP （155）
6．3．1 CMP的原理 （156）
6．3．2 CMP的特點 （156）
6．3．3 CMP主要工藝參數 （157）
6．3．4 CMP設備 （159）
6．3．5 CMP質量的影響因素 （164）
6．4 CMP平坦化的應用 （166）
6．4．1 氧化矽CMP （166）
6．4．2 多晶矽CMP （168）
6．4．3 金屬CMP （169）
6．4．4 CMP技術的發展 （171）
本章小結 （171）
思考與習題6 （171）
拓展模塊
第7章 矽襯底製備 （172）
本章要點 （172）
7．1 矽單晶的製備 （173）
7．1．1 半導體材料的性質與種類 （173）
7．1．2 多晶矽的製備 （174）
7．1．3 單晶矽的製備 （174）
7．2 單晶矽的質量檢驗 （178）
7．2．1 物理性能的檢驗 （178）
7．2．2 電學參數的檢驗 （178）
7．2．3 晶體缺陷的觀察和檢測 （180）
7．3 矽圓片的製備 （182）
7．3．1 整形處理 （182）
7．3．2 基準麵研磨 （182）
7．3．3 定嚮 （183）
7．3．4 切片 （183）
7．3．5 磨片 （184）
7．3．6 倒角 （184）
7．3．7 刻蝕 （185）
7．3．8 拋光 （185）
本章小結 （186）
思考與習題7 （186）
第8章 組裝工藝 （187）
本章要點 （187）
8．1 芯片組裝工藝流程 （188）
8．1．1 組裝工藝流程 （188）
8．1．2 背麵減薄 （188）
8．1．3 劃片 （189）
8．1．4 貼片 （189）
8．1．5 鍵閤 （191）
8．1．6 塑封 （192）
8．1．7 去飛邊毛刺 （193）
8．1．8 電鍍 （193）
8．1．9 切筋成型 （193）
8．1．10 打碼 （194）
8．1．11 測試和包裝 （194）
8．2 引綫鍵閤技術 （194）
8．2．1 引綫鍵閤的要求 （194）
8．2．2 引綫鍵閤的分類 （195）
8．2．3 引綫鍵閤工具 （197）
8．2．4 引綫鍵閤的基本形式 （198）
8．2．5 引綫鍵閤設備及工藝過程 （200）
8．2．6 引綫鍵閤的工藝參數 （201）
8．2．7 引綫鍵閤質量分析 （202）
8．2．8 引綫鍵閤的可靠性 （204）
8．3 封裝技術 （206）
8．3．1 封裝的要求 （206）
8．3．2 封裝的分類 （206）
8．3．3 常見的封裝形式 （207）
8．3．4 封裝技術的發展 （214）
本章小結 （215）
思考與習題8 （216）
第9章 潔淨技術 （217）
本章要點 （217）
9．1 潔淨技術等級 （218）
9．1．1 什麼是潔淨技術 （218）
9．1．2 潔淨技術等級標準 （218）
9．2 淨化設備 （219）
9．2．1 過濾器 （219）
9．2．2 潔淨工作室 （220）
9．2．3 潔淨室內的除塵設備 （221）
9．2．4 潔淨工作颱 （221）
9．3 清洗技術 （222）
9．3．1 矽片錶麵雜質沾汙 （222）
9．3．2 矽片錶麵清洗的要求 （223）
9．3．3 典型的清洗順序 （224）
9．3．4 濕法清洗 （224）
9．3．5 乾法清洗 （229）
9．3．6 束流清洗技術 （230）
9．3．7 矽片清洗案例 （230）
9．4 清洗技術的改進 （231）
9．4．1 SC-1液的改進 （231）
9．4．2 DHF的改進 （231）
9．4．3 ACD清洗 （232）
9．4．4 酸係統溶液 （232）
9．4．5 單片式處理 （232）
9．4．6 局部清洗 （233）
9．5 純水製備 （233）
9．5．1 離子交換原技術 （234）
9．5．2 反滲透技術 （234）
9．5．3 電滲析技術 （235）
9．5．4 電去離子技術 （235）
9．5．5 去離子水製備流程 （236）
9．5．6 製備去離子水的注意事項 （237）
本章小結 （237）
思考與習題9 （238）

提升模塊
第10章 CMOS集成電路製造工藝 （239）
本章要點 （239）
10．1 CMOS反相器的工作原理及結構 （240）
10．1．1 CMOS反相器的工作原理 （240）
10．1．2 CMOS反相器的結構 （240）
10．2 CMOS集成電路的工藝流程及製造工藝 （241）
10．2．1 CMOS集成電路的工藝流程 （241）
10．2．2 CMOS集成電路的製造工藝 （247）
10．3 CMOS先進工藝 （249）
10．3．1 淺溝槽隔離（STI） （249）
10．3．2 外延雙阱工藝 （250）
10．3．3 逆嚮摻雜和環繞摻雜 （251）
10．3．4 輕摻雜漏技術（LDD） （252）
10．3．5 絕緣襯底矽（SOI） （253）
10．3．6 Bi-CMOS技術 （254）
本章小結 （255）
思考與習題10 （255）
第11章 集成電路測試與可靠性分析 （257）
本章要點 （257）
11．1 集成電路測試 （258）
11．1．1 集成電路測試及分類 （258）
11．1．2 晶圓測試 （260）
11．1．3 成品測試 （265）
11．2 集成電路可靠性分析 （267）
11．2．1 可靠性的基本概念 （267）
11．2．2 集成電路可靠性試驗 （269）
11．2．3 集成電路的失效分析 （272）
本章小結 （278）
思考與習題11 （279）
參考文獻 （280）

前言/序言

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