9787030501578 集成電路製造工藝技術體係 科學齣版社 嚴利人,周衛 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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嚴利人，周衛 著

圖書標籤:

• 集成電路
• 製造工藝
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• 微電子學
• 科學齣版社
• 嚴利人
• 周衛
• 工藝技術
• 電子工程
• 材料科學

店鋪： 聚雅圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030501578

商品編碼：29529094799

包裝：圓脊精裝

齣版時間：2017-12-01

基本信息

書名：集成電路製造工藝技術體係

定價：98.00元

作者：嚴利人,周衛

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2017-12-01

ISBN：9787030501578

字數：

頁碼：

版次：31

裝幀：圓脊精裝

開本：128開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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導語_點評_推薦詞

內容提要

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目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《半導體技術前沿：微納製造的挑戰與機遇》 引言 隨著信息時代的飛速發展，半導體産業作為支撐現代科技的基石，其重要性日益凸顯。從智能手機到高性能計算，從人工智能到物聯網，幾乎所有尖端科技的應用都離不開先進的集成電路。而集成電路的製造，則是一項集材料科學、物理學、化學、工程學等眾多學科於一體的復雜且精密的工藝過程。本書旨在深入探討半導體製造領域的前沿技術，剖析其麵臨的挑戰，並展望其未來的發展機遇，為相關領域的科研人員、工程師以及對該領域感興趣的讀者提供一份詳實的技術參考。 第一章：微電子製造工藝的演進與基石 本章將迴顧半導體製造技術的發展曆程，從最初的晶體管發明，到集成電路的誕生，再到如今的超大規模集成電路（VLSI）和極大規模集成電路（GSI）。我們將詳細介紹構成現代半導體製造工藝的幾個核心環節，包括： 矽提純與晶圓製備： 討論高純度多晶矽的生産過程，以及通過直拉法（CZ法）或區熔法（FZ法）生長單晶矽棒，並將其切割、拋光成高質量的矽晶圓。強調晶圓的平整度、潔淨度以及尺寸（如300mm、450mm）對後續工藝的影響。 光刻技術（Photolithography）： 這是集成電路製造中最關鍵的步驟之一，決定瞭電路的最小特徵尺寸。我們將深入解析不同類型光刻技術，包括紫外光刻（UV）、深紫外光刻（DUV）以及目前最先進的極紫外光刻（EUV）技術。重點介紹掩模版（Mask/Reticle）的製造、光刻膠（Photoresist）的種類與選擇、曝光係統（Stepper/Scanner）的工作原理以及光學鄰近效應（OPC）和相位移掩模（PSM）等關鍵技術。 薄膜沉積技術（Thin Film Deposition）： 討論用於構建集成電路器件的各種薄膜材料的製備方法。我們將詳細介紹化學氣相沉積（CVD）及其變種，如等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）、低壓化學氣相沉積（LDCVD）等，以及物理氣相沉積（PVD）技術，如濺射（Sputtering）和蒸發（Evaporation）。討論不同沉積技術的優缺點，以及如何控製薄膜的厚度、均勻性、密度和化學成分。 刻蝕技術（Etching）： 介紹如何精確地去除不需要的薄膜材料，以形成器件的特定結構。我們將重點闡述乾法刻蝕（Dry Etching），包括反應離子刻蝕（RIE）和電感耦閤等離子體刻蝕（ICP-RIE），以及濕法刻蝕（Wet Etching）的應用場景。強調刻蝕過程中的選擇性（Selectivity）、各嚮異性（Anisotropy）和均勻性控製。 離子注入（Ion Implantation）： 解釋如何通過注入雜質原子來改變半導體材料的導電類型和導電率，這是形成PN結和晶體管溝道等關鍵結構的基礎。介紹不同類型的注入器、能量和劑量的控製，以及注入後的退火（Annealing）過程。 化學機械拋光（CMP）： 探討CMP技術在實現晶圓錶麵全局平坦化方麵的作用，這對多層金屬互連的形成至關重要。介紹CMP的原理、研磨液（Slurry）的組成以及CMP過程中可能齣現的缺陷。 金屬化與互連（Metallization and Interconnect）： 討論如何通過沉積金屬層（如鋁、銅）並進行圖案化，形成器件之間的電氣連接。介紹多晶矽柵極的形成、通孔（Via）和金屬導綫（Line）的工藝，以及目前廣泛應用的銅互連技術及其阻擋層/擴散阻擋層（Barrier/Adhesion Layer）的應用。 第二章：前沿製造技術與挑戰 隨著摩爾定律的持續推進，半導體器件的尺寸不斷縮小，製造工藝也麵臨著前所未有的挑戰。本章將聚焦當前和未來集成電路製造的前沿技術及其應對策略： 極紫外光刻（EUV Lithography）： EUV光刻是實現7nm及以下節點工藝的關鍵技術。我們將詳細分析EUV光源（如激光等離子體光源LPP）的産生與控製、光學係統（如反射鏡）的精密要求、EUV光刻膠的研發進展以及其在提高成像分辨率和降低缺陷方麵的作用。同時，探討EUV光刻麵臨的成本、吞吐量和良率挑戰。 多重圖案化技術（Multi-patterning）： 在EUV尚未完全普及或用於特定層時，多重圖案化技術（如雙重圖案化、三重圖案化）是實現更小特徵尺寸的重要手段。本章將介紹綫-空間分離（LD-Split）、芯層/層（Core/Shell）等不同的多重圖案化策略，以及它們帶來的工藝復雜度和成本增加。 三維（3D）結構製造： 為瞭剋服平麵器件尺寸縮小的物理極限，三維集成電路（3D IC）和垂直器件結構（如FinFET、GAAFET）應運而生。我們將詳細介紹FinFET（鰭式場效應晶體管）和Gate-All-Around FET（全環繞柵極晶體管）的結構特點、製造工藝挑戰（如高深寬比刻蝕、垂直集成）以及它們在提高器件性能和降低功耗方麵的優勢。 新材料的應用： 傳統矽基材料在某些性能上已接近極限，因此新材料的引入成為突破瓶頸的關鍵。本章將探討高介電常數（high-k）柵介質材料、金屬柵極（Metal Gate）、應變工程（Strain Engineering）技術（如SiGe應變矽）以及先進的互連材料（如鈷Co、釕Ru）在提升器件性能中的作用。 先進封裝技術： 隨著製造工藝的復雜化和成本的升高，先進封裝技術（如2.5D封裝、3D封裝、晶圓級封裝WLP）在集成不同功能芯片、提高係統性能和減小尺寸方麵發揮著越來越重要的作用。我們將介紹這些先進封裝的工藝特點和集成方式。 原子層沉積（ALD）： ALD作為一種超薄、超均勻薄膜的沉積技術，在EUV光刻膠、高k柵介質、金屬柵極等關鍵領域有著廣泛的應用。本章將深入探討ALD的自限性生長機理、不同ALD工藝流程以及其在實現原子級精度控製方麵的獨特優勢。 納米壓印光刻（NIL）： 作為一種非光刻的圖案化技術，NIL具有成本效益高、可實現高分辨率的潛力。本章將介紹NIL的原理、模版（Stamp）製造、壓印材料以及其在特定應用領域的潛力與挑戰。 第三章：質量控製、良率提升與未來展望 集成電路的製造過程極其復雜，任何一個環節的微小偏差都可能導緻最終産品的失效。因此，質量控製和良率提升是半導體製造的核心議題。 工藝過程控製（SPC）： 探討統計過程控製在監測和分析製造過程中各種參數（如溫度、壓力、流量、刻蝕速率）中的應用，以及如何通過SPC來識彆和糾正潛在的工藝偏差。 缺陷檢測與分析： 介紹集成電路製造中常見的缺陷類型（如顆粒、圖案缺陷、薄膜缺陷）以及各種先進的缺陷檢測設備（如光學掃描、電子束檢測）和分析方法。強調缺陷的根源分析和預防措施。 工藝集成與協同優化： 隨著器件結構的日益復雜，各個工藝步驟之間的相互影響變得尤為重要。本章將討論工藝集成（Process Integration）的概念，以及如何通過仿真模擬和實驗驗證來優化整體工藝流程，以達到最優的器件性能和良率。 未來發展趨勢： 展望半導體製造的未來方嚮，包括但不限於： 超越CMOS的器件技術： 探索新的器件物理原理和材料，如量子點、碳納米管、二維材料等，以應對經典CMOS技術的物理極限。 人工智能在半導體製造中的應用： 探討AI在工藝優化、缺陷預測、設備維護、良率分析等方麵的潛力。 綠色製造與可持續發展： 關注半導體製造過程中對環境的影響，探索更環保的工藝材料和更節能的設備。 通用計算與專用計算的融閤： 隨著AI和大數據的發展，對計算的需求呈現多樣化，這將驅動更廣泛的芯片設計和製造創新。 結論 集成電路製造技術是一個不斷演進的動態領域，充滿瞭科學的挑戰與工程的智慧。本書通過對核心製造工藝的深入剖析，以及對前沿技術和未來趨勢的探討，希望能為讀者勾勒齣一幅完整的半導體製造技術圖景，激勵更多的創新和突破，共同推動半導體産業邁嚮更加輝煌的未來。

評分☆☆☆☆☆

坦率地說，這本書的閱讀門檻確實不低，初次接觸這個領域的讀者可能會感到有些吃力，因為它默認讀者已經具備瞭紮實的半導體物理基礎。但對於有一定經驗的工程師或研究生而言，它就像打開瞭一扇通往更深層次理解的大門。我發現自己經常需要對照著以前的實驗數據和模擬結果來反思書中的論述，每次重讀，都會有新的領悟。比如，關於先進封裝技術那幾個章節，作者對異構集成中的熱管理和應力控製的論述，結閤瞭最新的行業動態，看得齣作者團隊在信息收集和提煉上做瞭大量的辛苦工作，確保瞭內容的與時俱進。這種挑戰性，恰恰是我最欣賞的一點，因為它迫使我持續學習和更新自己的知識庫。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值，在於它提供瞭一個極為清晰且結構化的知識地圖。在信息碎片化嚴重的今天，能夠擁有一本將如此龐大復雜的製造流程梳理得井井有條的參考書，是極大的幸運。我經常在遇到項目瓶頸時，翻到書中的對應章節，通過作者構建的邏輯框架，迅速定位問題的關鍵環節所在。它不是一本用來消遣閱讀的書，而是一把用於解決實際問題的利器。無論是進行工藝流程的優化設計，還是撰寫技術報告，這本書中的專業術語和規範化的描述，都成瞭我信手拈來的權威依據。它真正體現瞭“集大成”的意義，值得所有相關領域的專業人士珍藏並時常翻閱。

評分☆☆☆☆☆

這本書的理論深度和廣度，遠超我之前閱讀過的任何相關領域的基礎教材。它沒有停留在對基本概念的簡單羅列和解釋上，而是深入到瞭每一個工藝步驟背後的物理機製和化學反應的本質。我特彆欣賞作者團隊對“體係”二字的詮釋，他們不是孤立地介紹光刻、刻蝕或者薄膜沉積，而是將這些技術點串聯起來，構建瞭一個完整的、相互製約相互影響的製造鏈條。書中對不同工藝參數對最終器件性能影響的定量分析部分，簡直是教科書級彆的展示，充滿瞭嚴密的邏輯推導和數據支持。對於我們這些一綫工程師來說，這種深入骨髓的解析，比那些停留在錶層的操作指南要寶貴得多，它教會我們的是“為什麼”會這樣，而不是僅僅“怎麼做”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計真是一絕，封麵采用瞭一種磨砂質感的硬殼，手感沉甸甸的，拿在手裏就感覺分量十足，透著一股專業和嚴謹的氣息。特彆是那個書名和作者信息的排版，簡約而不失大氣，那種深沉的藏藍色調配上銀灰色的字體，讓人一眼就能感受到它內容的深度。我喜歡這種低調但又不失格調的設計風格，完全符閤我對自己書架上工具書的要求——實用、耐看、有質感。而且，翻開內頁，紙張的厚度適中，墨跡清晰銳利，即便是長時間閱讀，眼睛也不會感到疲勞，這對於需要反復查閱技術細節的專業書籍來說，簡直是太友好瞭。這種對細節的把控，看得齣齣版社在製作過程中確實下瞭不少功夫，讓人在閱讀內容之前，就已經對這本書的專業性有瞭初步的肯定和期待。

評分☆☆☆☆☆

如果非要說一點“不足”，那可能就是書中對某些新興、還未完全成熟的顛覆性技術（比如全新的量子點材料應用或者類腦芯片的製造挑戰）的討論相對謹慎，更多地聚焦在當前主流CMOS工藝的優化和演進上。但這其實也是這本書穩健性的體現，它選擇瞭將最可靠、最被廣泛驗證的知識體係進行係統化的梳理，而不是摻雜過多的前沿猜想。對於構建堅實的技術基石而言，這種“重穩固、輕浮躁”的取嚮是完全正確的。我更希望未來能看到作者們在續集中，能夠用這種嚴謹的態度，專門開闢一捲來討論這些未來技術的製造障礙和可能的解決方案，那將是另一部裏程碑式的作品。