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美布伦协尔 等 著

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• MEMS

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出版社： 哈尔滨工业大学出版社

ISBN：9787560342801

商品编码：29579951426

包装：平装

出版时间：2014-01-01

基本信息

书名：硅加工中的表征

定价：88.00元

作者：(美)布伦协尔 等

出版社：哈尔滨工业大学出版社

出版日期：2014-01-01

ISBN：9787560342801

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《硅加工中的表征》是材料表征原版系列丛书之一。全书共分六章，内容包括：材料表征技术在硅外延生长中的应用；多晶硅导体；硅化物；铝和铜基导线；级钨基导体；阻隔性薄膜。本书适合作为相关领域的教学、研究、技术人员以及研究生和高年级本科生的参考书。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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硅加工中的表征 概述 《硅加工中的表征》是一部深入探讨半导体制造核心环节——材料表征——的专业著作。本书聚焦于硅基器件从晶体生长到最终成品出厂过程中，一系列关键的物理、化学和结构性质的检测与分析技术。全书共分为十个章节，系统梳理了硅材料在不同加工阶段所面临的挑战，以及如何通过精准的表征手段来理解、控制和优化这些过程。本书旨在为半导体工艺工程师、材料科学家、研发人员以及相关领域的研究生提供一套全面而实用的技术指南，帮助他们应对日益复杂和精密的硅加工难题，从而提升产品性能、良率和可靠性。 详细内容 第一章：硅材料基础与加工概述 本章首先回顾了硅作为半导体材料的重要特性，包括其原子结构、电子能带理论以及在集成电路中的核心地位。随后，简要介绍了硅晶体生长的基本原理，如直拉法（CZ）和区熔法（FZ），以及晶圆制造过程中的主要环节，包括晶体切割、研磨、抛光和清洗。本章的重点在于建立读者对硅材料基本性质和加工流程的宏观认识，为后续的深入表征技术奠定基础。我们将讨论不同掺杂类型（如P型和N型）对硅电学性能的影响，以及晶体生长过程中可能出现的缺陷，如位错、杂质偏析和晶界。此外，还会提及硅表面特性对后续光刻、刻蚀和薄膜沉积等工艺的重要性。 第二章：宏观形貌与尺寸测量 本章聚焦于硅片在加工过程中的宏观形貌和关键尺寸的测量技术。我们将详细介绍光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）及其在观察晶圆表面缺陷、颗粒物、划痕和图案保真度方面的应用。此外，还将深入探讨台阶台面测量（Step Height Measurement）在薄膜厚度控制中的作用，并介绍多种测量方法，如触针式轮廓仪（Stylus Profilometer）和光学干涉仪（Optical Interferometer）。对于光刻工艺至关重要的关键尺寸（Critical Dimension, CD）测量，本章将详述扫描电子显微镜（SEM）和扫描探针显微镜（SPM）在亚微米及纳米级别CD测量的原理和优势。同时，还会讨论晶圆平整度（Wafter Flatness）的测量标准和方法，以及其对后续工艺均匀性的影响。 第三章：晶体缺陷表征 晶体缺陷是影响硅器件性能和可靠性的关键因素。本章将深入探讨各种晶体缺陷的产生机制及其表征方法。我们将详细介绍X射线衍射（XRD）在分析晶体结构、晶格畸变和杂质引起的缺陷方面的原理与应用。位错（Dislocations）作为一种重要的线缺陷，本章将阐述其在硅晶体中的形成原因（如热应力、晶界）以及通过化学腐蚀、透射电子显微镜（TEM）等方法进行可视化的技术。点缺陷（Point Defects），如空位（Vacancies）和间隙原子（Interstitials），在高温工艺中尤为活跃，本章将介绍它们对扩散、掺杂和薄膜生长过程的影响，以及如何通过电子顺磁共振（EPR）等技术进行探测。此外，还将讨论晶界（Grain Boundaries）和孪晶界（Twin Boundaries）对载流子复合和电学特性的影响，并介绍相应的表征手段。 第四章：掺杂浓度与分布测量 掺杂是调控半导体导电类型和浓度的核心工艺。本章将系统介绍多种掺杂浓度和分布的测量技术。四探针法（Four-Point Probe Method）作为一种经典的电阻率测量方法，将详细阐述其原理、适用范围及注意事项，以及如何结合机械剥离或化学腐蚀技术来获取深度掺杂分布信息。二次离子质谱（SIMS）作为一种高灵敏度的表面分析技术，将深入讲解其工作原理，以及在精确测量元素（如B, P, As）的深度剖面分布和痕量杂质方面的强大能力。此外，还将介绍能谱仪（EDS）和波谱仪（WDS）在SEM和TEM中的应用，用于确定掺杂元素的空间分布，以及拉曼光谱（Raman Spectroscopy）在非破坏性地测量掺杂浓度和应力方面的独特优势。 第五章：表面与界面特性分析 半导体器件的性能很大程度上取决于表面和界面的质量。本章将重点介绍用于分析硅表面和不同材料界面特性的表征技术。X射线光电子能谱（XPS）作为一种表面化学分析技术，将详细阐述其原理，以及如何用于分析硅表面氧化层、污染物以及不同薄膜层之间的化学状态和界面组成。俄歇电子能谱（AES）也将在本章中得到介绍，与XPS进行比较，突出其高空间分辨率的特点。对于晶体生长和薄膜沉积中形成的特定界面，如金属-硅界面（Silicide Interface）和栅介质-硅界面（Gate Dielectric-Silicon Interface），本章将讨论其形貌、化学成分和能级结构对器件性能的关键影响，并介绍相关的分析方法，如高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）和扫描隧道显微镜（STM）。 第六章：薄膜厚度与形貌表征 在硅加工中，各种薄膜（如氧化层、氮化硅、金属层）的沉积和生长是至关重要的步骤。本章将聚焦于薄膜的厚度、均匀性和形貌表征技术。椭圆偏振测量（Ellipsometry）作为一种非接触式、高精度的薄膜厚度测量方法，将详细介绍其光学原理、模型拟合以及在厚度、折射率和消光系数测量中的应用。除了椭圆偏振，本章还将讨论X射线反射测量（XRR）在超薄膜厚度、密度和粗糙度测量方面的优势。扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）在观察薄膜的横截面形貌、界面质量和晶粒结构方面将得到深入阐述。此外，原子力显微镜（AFM）在表征薄膜表面形貌、粗糙度以及纳米结构细节方面将作为一种有力的补充技术进行介绍。 第七章：应力与晶格畸变分析 工艺过程中产生的应力以及由此引起的晶格畸变会显著影响器件的电学性能和可靠性。本章将探讨用于测量和分析硅片及薄膜中应力的方法。X射线衍射（XRD）在分析晶格畸变和残余应力方面有着广泛应用，本章将详细介绍其基于布拉格定律的应力计算方法。光度学方法，如光致发光（PL）和拉曼光谱，也将作为非接触式、无损的应力检测手段进行讨论。对于不同类型的应力，如热应力、沉积应力和机械应力，本章将分析它们在硅加工不同阶段的产生机制，以及它们对器件性能（如载流子迁移率）的潜在影响。 第八章：光学特性表征 对于某些特定应用，如光电器件，硅材料的光学特性至关重要。本章将介绍用于表征硅材料光学性能的技术。光致发光（Photoluminescence, PL）和电致发光（Electroluminescence, EL）作为研究半导体发光特性的重要手段，将详细介绍其原理、谱线分析以及在评估材料质量、缺陷和掺杂状态方面的应用。紫外-可见-近红外（UV-Vis-NIR）光谱仪在测量硅材料的吸收、反射和透射光谱方面将得到介绍，并讨论这些参数与材料带隙、掺杂浓度和缺陷的关系。此外，还将简要介绍椭圆偏振测量在获取光学常数（折射率、消光系数）方面的应用。 第九章：化学成分与纯度分析 材料的化学成分和纯度直接影响其电学性能和可靠性。本章将聚焦于硅材料的化学分析技术。感应耦合等离子体质谱（ICP-MS）和感应耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）作为高灵敏度的痕量元素分析技术，将深入讲解其工作原理，以及在检测硅衬底和加工过程中引入的微量金属杂质方面的应用。傅里叶变换红外光谱（FTIR）在检测硅衬底中的氧、碳等间隙杂质，以及薄膜中的化学键合和组成方面具有独特优势。此外，本章还将讨论电化学分析方法在评估表面氧化层和污染物方面的潜力。 第十章：数据分析与质量控制 本章将对前面各章介绍的表征技术进行总结和整合，重点阐述如何将这些表征数据应用于实际的硅加工质量控制和工艺优化。我们将讨论如何建立有效的表征流程，将多种表征技术相结合，以获得对材料和工艺的全面理解。统计过程控制（Statistical Process Control, SPC）的理念将在本章中得到引入，介绍如何利用表征数据来监控工艺的稳定性和可重复性。此外，还将讨论数据可视化技术在呈现复杂表征结果方面的作用，以及如何基于表征结果进行故障分析和工艺改进。本书最后强调，精准而全面的材料表征是实现高性能、高可靠性硅基集成电路制造的基石。 结论 《硅加工中的表征》旨在为读者提供一个系统、深入的视角，理解硅材料在制造过程中的复杂变化，以及如何通过先进的表征技术来应对这些挑战。本书内容涵盖了从宏观形貌到微观结构，从电学性能到化学成分的方方面面，为读者提供了一套完整的知识体系和实践指南。通过掌握本书介绍的表征技术，读者将能够更有效地理解、控制和优化硅加工过程，从而为半导体行业的持续进步贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字，直击我作为一名电子工程系大四学生的灵魂。《硅加工中的表征》——听起来就充满了挑战与未知。我们课程中涉及了大量的半导体物理和工艺流程，但每次说到“表征”，总感觉像是一个黑箱操作，虽然知道它很重要，但具体怎么做，以及为什么这么做，却是一知半解。我迫切需要一本能够清晰梳理这些概念的书。我希望这本书能够用通俗易懂的语言，解释各种表征技术的基本原理，比如，为什么我们需要用X射线衍射（XRD）来分析晶体结构？它又是如何帮助我们判断硅晶片的缺陷？光发射光谱（PL）和光吸收光谱（PA）又能告诉我们关于半导体材料的哪些关键信息？我更希望书中能够有大量的图示和实例，展示不同表征技术在实际的硅加工中的应用场景。比如，如何利用SEM观察刻蚀后的硅表面形貌，从而判断刻蚀速率和均匀性？如何用AFM来测量薄膜的厚度和表面粗糙度？这本书的书名让我对它的内容充满期待，我希望它能成为我学习和理解硅加工表征技术的得力助手，为我未来的学习和职业生涯打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，对我这个刚入行不久的材料科学专业研究生来说，简直是一场及时雨。我目前的研究方向正是围绕着半导体材料的制备与性能优化，而“表征”恰恰是我在实验中遇到的最大瓶颈之一。虽然在学校的学习中接触过一些基础的表征方法，但真正深入到工业生产的复杂场景中，总感觉力不从心。这本书的书名《硅加工中的表征》给我一种非常实在的感觉，它似乎直接点出了我的痛点。我希望这本书能够从最基础的概念讲起，逐步深入到各种先进的表征技术。例如，光谱学方法，如XPS（X射线光电子能谱）和AES（俄歇电子能谱），它们如何帮助我们分析材料的化学成分和表面态？光学显微镜和扫描电子显微镜（SEM），除了基本的形貌观察，还能提供哪些关于材料结构和相分布的信息？我尤其关注书中是否会讨论如何选择合适的表征手段来解决特定的加工问题。比如，当我们需要评估一个新开发的刻蚀工艺对材料表面形貌的影响时，应该优先考虑哪种表征技术？又或者，当怀疑某个杂质影响了器件的电学性能时，又该如何通过表征来定位和分析？这本书的书名让我对它充满了期待，我希望它能为我提供一个清晰的思路，帮助我更好地理解和运用各种表征工具，从而有效地推动我的科研工作。

评分☆☆☆☆☆

《硅加工中的表征》——这个书名让我眼前一亮，仿佛看到了一扇通往微观世界的大门在我面前缓缓开启。作为一名对材料科学和微电子技术充满浓厚兴趣的科技爱好者，我一直对那些肉眼看不见的精妙工艺感到着迷。硅加工，这个现代科技的基石，其背后一定蕴藏着无数令人惊叹的“表征”故事。我希望这本书能够带领我探索这些故事，了解那些隐藏在数据背后的真相。我期待书中能够详细介绍那些能够“看见”硅材料内部奥秘的表征技术。比如，那些能够探测原子级别结构和成分的先进技术，它们是如何被发明出来的？又在硅加工中扮演着怎样的不可或缺的角色？书中是否会包含一些关于“如何用表征技术去发现和理解材料的‘性格’和‘能力’”的描述？我希望它能让我明白，那些冰冷的数据，背后所代表的，是对材料性能的深刻洞察，是对工艺的精准控制。这本书的书名让我对它的内容充满了探索的欲望，我希望它能为我揭示硅加工的深层魅力，让我更深刻地理解科技进步的驱动力。

评分☆☆☆☆☆

这本书光是书名就足够吸引我了——《硅加工中的表征》。作为一个在半导体行业摸爬滚打多年的工程师，我深知“表征”这个词的分量。它不仅仅是测量那么简单，而是对材料、工艺、甚至最终产品内在特性的深度洞察。每当遇到那些难以捉摸的缺陷，或是产品性能不如预期时，最先想到的就是“我们的表征做得够不够到位？”。所以，当我在书店里看到这本书时，感觉像是找到了救星。我迫不及待地想知道，这本书究竟会在哪些方面“表征”硅加工？它会详细介绍那些最前沿的显微镜技术吗？比如，原子层分辨率的TEM（透射电子显微镜），或者能深入到亚纳米尺度的AFM（原子力显微镜），它们在判断晶体缺陷、表面粗糙度、薄膜均匀性等方面扮演着怎样的关键角色？我特别好奇，书中是否会讨论如何将这些高精尖的表征技术与实际的生产工艺流程相结合，而不是仅仅停留在实验室的研究层面。毕竟，对于我们这些一线工程师来说，最需要的是能够指导我们优化工艺、解决问题的实用技术。我期待书中能够提供一些案例分析，展示如何通过精确的表征来诊断问题、验证改进措施的有效性，甚至预测潜在的失效模式。这本书的书名让我对它的内容充满了无限的遐想，我希望它能提供一套系统性的知识体系，帮助我更深入地理解硅加工的每一个环节，并提升我分析和解决问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期关注半导体行业发展动向的科技评论员，我常常会在信息爆炸的时代中寻找那些能够提供深度见解的专业书籍。《硅加工中的表征》这个书名，让我立刻联想到这个行业的核心竞争力。硅，作为现代电子工业的基石，其加工过程的每一步都凝聚着无数的智慧和技术。而“表征”，在我看来，就是揭示这些智慧和技术背后真相的关键钥匙。我希望这本书能够不仅仅是罗列各种表征技术，而是能够深入探讨这些技术在实际的硅加工流程中所扮演的角色，它们如何影响着产品的性能、良率，乃至整个产业链的发展。例如，书中是否会分析不同阶段的硅加工（从晶圆制造到芯片封装）所需的表征手段有何不同？它是否会探讨如何通过表征来监控和控制纳米尺度的工艺参数？我尤其期待书中能够提供一些关于表征数据解读的指导，因为很多时候，数据的获取并不难，难的是如何从中提炼出有价值的信息，并将其转化为指导生产实践的决策。这本书的书名让我对它的内容充满好奇，我希望它能够为我提供一个更宏观的视角，理解表征技术如何驱动着硅加工的进步，并预见未来的发展趋势，从而为我的撰写和分析提供更扎实的依据。