矽通孔3D集成技術 (美)JOHN H.Lau pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

美JOHN H.Lau 著

圖書標籤:

• 3D集成
• 矽通孔
• TSV
• 集成電路
• 封裝技術
• 微電子
• 半導體
• 電子工程
• 材料科學
• 器件物理

店鋪： 久點圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030393302

商品編碼：29659545160

包裝：平裝

齣版時間：2014-01-01

基本信息

書名：矽通孔3D集成技術

定價：150.00元

作者：(美)JOHN H.Lau

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2014-01-01

ISBN：9787030393302

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：32開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

---

《矽通孔3D集成技術=Through Silicon Vias for 3D Integration:導讀版：英文》適閤從事電子、光電子、MEMS等器件三維集成研究工作的工程師、技術研發人員、技術管理人員和科研人員閱讀，也可以作為相關專業大學高年級本科生和研究生的教材。

內容提要

---

《信息科學技術學術著作叢書：矽通孔3D集成技術》係統討論用於電子、光電子和MEMS器件的三維集成矽通孔（TSV）技術的*進展和未來可能的演變趨勢，同時詳盡討論三維集成關鍵技術中存在的主要工藝問題和可能的解決方案。通過介紹半導體工業中的納米技術和三維集成技術的起源和演變曆史，結閤當前三維集成關鍵技術的發展重點討論TSV製程技術、晶圓減薄與薄晶圓在封裝組裝過程中的拿持技術、三維堆疊的微凸點製作與組裝技術、芯片／芯片鍵閤技術、芯片／晶圓鍵閤技術、晶圓／晶圓鍵閤技術、三維器件集成的熱管理技術以及三維集成中的可靠性等關鍵技術問題，後討論可實現産業化規模量産的三維封裝技術以及TSV技術的未來發展趨勢。
　　《信息科學技術學術著作叢書：矽通孔3D集成技術》適閤從事電子、光電子、MEMS等器件三維集成研究工作的工程師、技術研發人員、技術管理人員和科研人員閱讀，也可以作為相關專業大學高年級本科生和研究生的教材。

目錄

---

序
前言
緻謝
導讀
章半導體工業的納米技術和三維（3D）集成技術
1.1引言
1.2納米技術
1.2.1納米技術起源
1.2.2納米技術重要的裏程碑
1.2.3石墨烯與電子工業
1.2.4納米技術的展望
1.2.5摩爾定律：電子工業的納米技術
1.3三維集成技術
1.3.1矽通孔（TSV）技術
1.3.2三維集成技術的起源
1.4三維矽集成技術的挑戰和展望
1.4.1三維矽集成技術
1.4.2三維矽集成鍵閤組裝技術
1.4.3三維矽集成技術麵臨的挑戰
1.4.4三維矽集成技術的展望
1.5三維集成電路（3DIC）集成技術的潛在應用和挑戰
1.5.13DIC集成技術的定義
1.5.2移動電子産品的未來需求
1.5.3帶寬和wideI／O的定義
1.5.4儲存器的帶寬
1.5.5存儲器芯片堆疊
1.5.6wideI／O存儲器
1.5.7wideI／O動態存儲器（DRAM）
1.5.8wideI／O接口
1.5.92.5D和3DIC集成（有源和無源轉接闆）技術
1.62.5DIC新進展（轉接闆）技術的新進展
1.6.1用作中間基闆的轉接闆
1.6.2用作應力釋放（可靠性）緩衝層的轉接闆
1.6.3用作載闆的轉接闆
1.6.4用作熱管理的轉接闆
1.7三維集成TSV無源轉接闆技術發展的新趨勢
1.7.1雙麵貼裝空腔式轉接闆技術
1.7.2有機基闆開孔式轉接闆技術
1.7.3設計案例
1.7.4帶有熱塞或散熱器的有機基闆開孔式轉接闆技術
1.7.5超低成本轉接闆技術
1.7.6用於熱管理的轉接闆技術
1.7.7對於三維光發射二極管（LED）和SiP有埋入式微流道的轉接闆
1.8埋人式3DIC集成
1.8.1帶應力釋放間隙的半埋入式轉接闆
1.8.2用於光電互連的埋入式三維混閤IC集成技術
1.9總結與建議
1.10TSV
1.11參考文獻
1.12其他閱讀材料
1.12.1TSV、3D集成和可靠性
1.12.23DMEMS和IC集成
1.12.3半導體IC封裝
第2章矽通紮（TSV）技術
2.1引言
2.2TSV的發明
2.3可采用TSV技術的量産産品
2.4TSV孔的製作
2.4.1DRIE與激光鑽孔
2.4.2製作椎形孔的DRIE工藝
……
第3章矽通孔（BV）：機械、熱和電學行為
第4章薄晶圓強度測量
第5章薄晶圓拿持技術
第6章微凸點製作、組裝和可靠性
第7章微凸點的電遷移
第8章瞬態液相鍵閤：芯片到芯片（C2C），芯片到晶圓（C2W），晶圓到晶圓（W2W）
第9章三維集成電路集成的熱管理
0章三維集成電路封裝
1章三維集成的發展趨勢
索引

作者介紹

---

曹立強，1974年9月齣生。工學博士，現為中國科學院微電子研究所研究員，博士生導師，中國科學院“百人計劃”學者。1997年畢業於中國科學技術大學，2003年在瑞典Chalmers大學微電子及納米技術研究中心獲得博士學位。曾在瑞典國傢工業産品研究所、北歐微係統集成技術中心、美國Intel技術開發有限公司從事係統級封裝技術的研發和管理工作。主要從事先進封裝的研究工作，承擔瞭國傢科技重大專項、國傢自然科學基金重點項目、國傢創新團隊國際閤作計劃等項目，在電子封裝材料、品圓級係統封裝、三維矽通孔互連技術等方麵取得多項成果，授權發明10餘項，SCI/EI收錄論文50餘篇。

文摘

---

序言

---

《微納製造與精密加工的革命：納米科技在先進材料與器件領域的應用》 內容簡介 本書深入探討瞭納米科技在材料科學、微電子製造、生物醫學工程以及能源科學等前沿領域中的革命性應用。本書並非聚焦於某一特定材料或技術，而是以廣闊的視角，剖析納米尺度下物質的獨特性能如何被人類智慧所利用，從而催生齣一係列前所未有的先進材料與精密器件。本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的納米科技應用圖景，揭示其如何重塑我們對材料、器件乃至整個世界的認知，並驅動各行各業的創新與發展。 第一部分：納米材料的精密構築與調控 本部分將重點闡述納米材料的製備技術，以及如何通過精確的納米尺度調控來賦予材料特定的功能。 1.1 納米結構的精準閤成： 1.1.1 自組裝技術： 詳細介紹DNA摺紙、嵌段共聚物自組裝、分子自組裝等策略，如何利用分子間的弱相互作用力，在納米尺度上自發形成有序的納米結構，如納米粒子陣列、納米管、納米綫等。重點分析不同驅動力、溶劑環境、溫度、濃度等因素對自組裝過程的影響，以及如何通過設計分子結構來控製最終的納米形貌。 1.1.2 模闆輔助閤成： 深入探討使用多孔膜（如氧化鋁納米模闆、介孔二氧化矽）、微流控芯片、甚至生物模闆（如病毒、細菌）作為模闆，引導納米材料生長的方法。闡述不同模闆材料的優勢、製備過程、以及如何通過控製模闆孔徑、間距、形狀來精確控製納米材料的尺寸、形貌和排列。 1.1.3 納米打印與刻蝕技術： 介紹基於光刻、電子束刻蝕、聚焦離子束刻蝕等微納加工技術，如何在基底上精確地“繪製”或“雕刻”齣納米尺度的圖案和結構。重點分析不同刻蝕劑、能量源、掩膜技術等在納米結構形成中的作用，以及如何實現高精度、高分辨率的納米圖案化。 1.1.4 化學氣相沉積（CVD）與物理氣相沉積（PVD）的納米尺度應用： 詳細講解CVD和PVD技術在生長高質量納米綫、納米膜、異質結納米結構中的應用。重點分析不同前驅體、反應溫度、壓力、載氣等工藝參數對納米材料生長機製、晶體結構、錶麵形貌以及摻雜均勻性的影響。 1.2 納米尺度下的材料性能調控： 1.2.1 量子尺寸效應與光學性質調控： 深入分析當材料尺寸減小到納米量級時，其電子能帶結構發生改變，齣現量子尺寸效應。重點以量子點、量子綫為例，闡述其光學吸收和發射光譜如何隨尺寸變化而展現齣“顔色調諧”特性，以及如何利用這些特性開發新型發光材料、光學傳感器。 1.2.2 錶麵效應與催化性能增強： 強調納米材料巨大的比錶麵積對催化性能的顯著提升。分析納米催化劑（如金屬納米粒子、氧化物納米顆粒）在錶麵原子數量、錶麵缺陷、晶格畸變等方麵的特點，以及這些特點如何影響吸附、活化、反應路徑，從而提高催化效率和選擇性。 1.2.3 增強的力學與電學性能： 探討碳納米管、石墨烯等納米材料在宏觀復閤材料中如何通過增強基體強度、韌性、導電性等方麵發揮作用。分析納米材料在不同應力、電場作用下的獨特響應機製，以及如何利用這些特性開發高性能輕質材料、新型電極材料。 1.2.4 磁性與熱學特性的納米尺度操控： 介紹超順磁性納米粒子在磁共振成像（MRI）、靶嚮藥物輸送、磁分離等方麵的應用。分析納米材料的低熱導率如何用於高效隔熱材料，以及如何通過納米結構設計來優化熱量管理。 第二部分：納米科技驅動的先進器件創新 本部分將聚焦於納米技術如何賦能微電子、光電子、生物傳感器、能源器件等領域的革命性發展。 2.1 新一代微電子器件： 2.1.1 納米半導體器件： 探討基於納米綫、納米帶、二維材料（如MoS2, WSe2）構建的場效應晶體管（FET）。分析其相對於傳統矽基FET在亞閾值擺幅、漏電流、載流子遷移率等方麵的優勢，以及麵臨的挑戰（如界麵態、摻雜控製）。 2.1.2 納米存儲器： 介紹基於電阻式隨機存取存儲器（RRAM）、相變存儲器（PCM）、磁性隧道結（MTJ）等納米存儲技術的原理與進展。重點關注材料選擇、器件結構設計、讀寫機製優化，以及其在高密度、低功耗存儲方麵的潛力。 2.1.3 納米互連與封裝： 討論納米綫、碳納米管等作為未來高性能互連材料的應用前景，以及如何解決其集成、可靠性等問題。介紹納米級封裝技術在減小器件尺寸、提高散熱效率、增強可靠性方麵的作用。 2.2 先進光電子與光子器件： 2.2.1 納米發光器件： 深入研究量子點LED（QD-LED）、納米綫LED等新型發光器件。分析其發光顔色純度高、能效比高、可溶液加工等優勢，以及在顯示、照明領域的應用前景。 2.2.2 納米光探測器與傳感器： 探討基於納米材料（如石墨烯、鈣鈦礦納米晶）構建的高靈敏度、寬光譜光探測器。分析其在光通信、成像、環境監測等領域的應用。 2.2.3 等離激元光子器件： 介紹金屬納米結構在錶麵等離激元共振下的獨特光學響應。分析如何利用等離激元效應實現亞波長光場操控、增強光與物質的相互作用，以及開發超材料、納米光子迴路等。 2.3 生物醫學應用中的納米技術： 2.3.1 納米生物傳感器： 詳細闡述納米材料（如納米金、納米銀、碳納米管）在構建高靈敏度、高特異性生物傳感器中的應用。分析其如何用於檢測生物標誌物、病原體、DNA序列，從而實現早期疾病診斷。 2.3.2 納米藥物輸送係統： 介紹利用納米粒子（如脂質體、聚閤物納米粒、介孔二氧化矽）作為載體，實現藥物的靶嚮遞送、緩釋和控釋。分析其如何提高藥物療效，降低毒副作用，以及在癌癥治療、基因治療等領域的應用。 2.3.3 納米醫學影像： 探討納米材料（如磁性納米粒子、熒光量子點）在醫學影像技術（MRI、熒光成像）中的應用，作為造影劑以提高圖像對比度和分辨率。 2.4 能源科學中的納米技術： 2.4.1 納米結構太陽能電池： 分析染料敏化太陽能電池、鈣鈦礦太陽能電池、量子點太陽能電池中納米材料的作用，如提高光吸收效率、優化載流子傳輸。 2.4.2 納米材料在儲能設備中的應用： 探討納米材料（如石墨烯、金屬氧化物納米顆粒）在鋰離子電池、超級電容器等儲能設備中的應用，以提高能量密度、功率密度和循環壽命。 2.4.3 納米催化劑用於能源轉化： 介紹納米催化劑在燃料電池、電解水製氫、二氧化碳還原等能源轉化過程中的關鍵作用，如何提高反應效率和降低能耗。 結論：納米科技的未來展望與挑戰 本書最後將總結納米科技在各領域的顛覆性貢獻，並展望其未來發展趨勢。同時，也會客觀分析當前納米科技發展所麵臨的挑戰，例如： 規模化生産與成本控製： 如何實現高品質納米材料和器件的大規模、低成本製備。 可靠性與穩定性： 納米材料和器件在實際應用中的長期穩定性和可靠性問題。 標準化與錶徵： 建立統一的納米材料錶徵方法和質量標準。 環境與健康影響： 深入研究納米材料對環境和人體健康的潛在影響，並製定相應的安全規範。 跨學科融閤與人纔培養： 納米科技的發展需要物理、化學、材料、工程、生物等多個學科的緊密閤作，以及培養具備跨學科知識的專業人纔。 本書適閤從事材料科學、微電子工程、生物醫學工程、能源科學等領域的研究人員、工程師、技術人員，以及對納米科技前沿應用感興趣的大學生和研究生閱讀。通過本書，讀者將能夠深刻理解納米科技如何從微觀世界走嚮宏觀應用，為未來的科技創新與産業升級提供堅實的理論基礎和豐富的實踐啓示。

評分☆☆☆☆☆

這本《矽通孔3D集成技術》的作者，約翰·勞（JOHN H.LAU），真是個行傢。光看書名，我就知道這絕對不是一本泛泛而談的入門讀物。我首先被它在微電子封裝領域的深度和廣度所吸引。在我看來，要真正理解矽通孔（TSV）技術，必須對整個半導體製造流程有清晰的認知，而這本書恰恰在這方麵做得非常紮實。它沒有滿足於僅僅介紹TSV是什麼，而是深入探討瞭從晶圓的背麵處理（Back-End-of-Line）到最終封裝的每一個關鍵環節。特彆是對於如何解決TSV在深寬比、均勻性以及對晶圓機械強度影響這些行業痛點，書中提供瞭非常具體的工程案例和解決方案的思路。閱讀過程中，我深刻體會到作者不僅僅是理論的闡述者，更是一位經驗豐富的實踐者，他清晰地勾勒齣瞭3D集成技術從概念走嚮大規模商業化所必須跨越的技術壁壘。對於我們這些在芯片設計或製造一綫摸爬滾打的人來說，這種既有理論深度又有實戰指導的材料，簡直是如虎添翼。書中對材料科學在TSV中的作用的論述也極具啓發性，比如不同介質材料的選擇如何影響最終的電學性能和熱管理，這直接關係到係統級的可靠性。

評分☆☆☆☆☆

當我翻開這本書時，最讓我感到驚喜的是它對“係統級封裝”（System-in-Package, SiP）哲學觀的闡述。這本書明顯超越瞭單純的“技術手冊”範疇，它將TSV置於整個電子係統性能提升的大背景下進行審視。作者非常強調，3D集成不是孤立的技術突破，而是實現更高密度、更低功耗、更快互連速率的必由之路。書中對異構集成（Heterogeneous Integration）的討論尤其精彩，它展示瞭如何將不同功能模塊——比如邏輯芯片、存儲芯片、甚至MEMS傳感器——通過TSV緊密地堆疊和連接起來，從而創造齣性能遠超傳統平麵架構的“超級芯片”。這種宏觀的視角讓我這個硬件工程師受益匪淺，它迫使我重新思考設計流程，不再局限於單一芯片的設計，而是要站在整個模組甚至係統的角度去優化TSV的布局和繞綫。對熱管理和良率控製的章節，作者處理得極為謹慎和細緻，充分反映瞭將這些復雜組件集成在一起時所麵臨的巨大挑戰，以及相應的先進工藝控製策略。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我留下的最深刻印象，是它對未來技術趨勢的敏銳洞察力。作者在討論完現有的TSV技術後，並沒有止步不前，而是展望瞭下一代互連技術，比如混閤鍵閤（Hybrid Bonding）的潛力，以及對未來Chiplet（小芯片）架構的支撐作用。他清晰地指齣，TSV技術是實現“摩爾定律”在三維空間延續的關鍵驅動力。這種前瞻性使這本書不僅對當前項目具有指導意義，更能幫助我們規劃未來三到五年的技術路綫圖。它促使我思考，我們現在所做的TSV設計，是否已經為下一代內存-邏輯堆疊做好瞭準備。書中對於不同TSV技術路徑（如單通道、多通道、單次鍵閤、多次鍵閤）的優劣勢對比分析得非常中立和深入，幫助讀者在眾多技術選項中找到最適閤自己産品需求的平衡點。總而言之，這是一本麵嚮行業資深人士、內容厚重、結構嚴謹且富有前瞻性的專業著作。

評分☆☆☆☆☆

從語言風格上來說，這本書帶有濃厚的美國工程學著作的嚴謹和務實色彩。作者的敘述直接、清晰，極少使用晦澀的修辭，所有的論述都建立在紮實的物理模型和實驗數據之上。這一點對於追求效率和精確度的技術人員來說，是極大的福音。你不會在書中浪費時間去解讀模棱兩可的描述，每一句話似乎都精確地指嚮一個技術要點或一個工程限製。例如，在討論深亞微米級彆的TSV互連延遲時，作者直接引用瞭電磁場理論和傳輸綫模型來量化損耗，這使得我們能夠基於這些模型去預測和優化我們自己的設計。這種毫不拖泥帶水的敘事方式，極大地提高瞭閱讀效率。在我看來，這本書更像是一份經過時間檢驗的“工程寶典”，它記錄瞭行業內幾代工程師在攻剋TSV難題時積纍的“非賣品”經驗，而不是一篇篇最新的學術論文的簡單匯編。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排邏輯性極強，仿佛一位經驗豐富的導師在引導學生逐步攀登技術高峰。從基礎的TSV結構定義、側壁隔離技術，到核心的對準與鍵閤（Alignment and Bonding），每一步都銜接得天衣無縫。尤其值得稱贊的是，作者對於“超薄晶圓處理”這一高難度工序的講解，簡直是教科書級彆的。他沒有迴避這個過程中極易發生的翹麯（Warping）和破裂（Cracking）問題，反而詳細分析瞭應對這些問題的關鍵工藝窗口和參數控製。對於我們這些需要與代工廠密切閤作的研發人員而言，這種對工藝細節的把控能力至關重要。此外，書中對測試和診斷環節的關注也體現瞭作者的全麵性。畢竟，製造齣精密的TSV結構隻是第一步，如何高效、準確地驗證堆疊結構的電學完整性，是決定最終産品能否成功上市的關鍵。閱讀後，我感覺自己對TSV的整個生命周期都有瞭更清晰的認識，不再是零散的技術點的拼湊。