第1章 半導體產業概述 1
1.1 引言 1
1.1.1 半導體技術的發展 1
1.1.2 集成電路產品發展趨勢 5
1.2 芯片與集成電路 7
1.3 半導體工業的構成 8
1.4 芯片制造的生產階段 9
1.5 納米工藝與技術 9
復習思考題 10
第2章 芯片制造基本工藝流程 12
2.1 半導體材料的特性 12
2.1.1 原子鍵合和晶體結構特點 12
2.1.2 單晶體的空間點陣結構 16
2.1.3 晶向和晶面的表示方法 19
2.1.4 常用的半導體材料 24
2.2 芯片概述 27
2.2.1 半導體器件 27
2.2.2 集成電路 30
2.3 集成電路芯片制造工藝流程 32
2.3.1 雙極性集成電路制造工藝流程 33
2.3.2 MOS集成電路制造工藝流程 37
2.3.3 BiCMOS制造工藝流程 41
復習思考題 44
第3章 準備晶圓 45
3.1 多晶純化 45
3.1.1 晶圓制備工藝流程 45
3.1.2 對襯底材料的要求 46
3.1.3 多晶制備與純化 47
3.2 襯底制備 48
3.2.1 拉單晶 49
3.2.2 切片、磨片與拋光 60
3.2.3 其他處理 65
3.2.4 晶體的缺陷 66
復習思考題 72
第4章 集成電路芯片制造工藝概述 73
4.1 集成電路芯片設計簡介 73
4.2 集成電路芯片制造4項基礎工藝 76
4.2.1 薄膜制備 76
4.2.2 光刻與刻蝕 78
4.2.3 摻雜 82
4.2.4 熱處理 82
復習思考題 83
第5章 薄膜制備 84
5.1 CVD和PVD 84
5.1.1 CVD 84
5.1.2 PVD 91
5.2 氧化工藝 99
5.2.1 氧化層的用途 99
5.2.2 氧化的機理和特點 100
5.2.3 氧化工藝 102
5.2.4 鳥嘴效應 107
5.2.5 影響氧化率的因素 107
5.3 外延工藝 109
5.3.1 外延的機理和作用 109
5.3.2 外延方法 111
5.4 金屬化工藝 123
5.4.1 金屬膜的用途 123
5.4.2 金屬CVD 125
5.4.3 金屬化和平坦化 127
復習思考題 133
第6章 光刻與刻蝕 135
6.1 圖形加工技術簡介 135
6.1.1 在晶圓表面建立圖形 136
6.1.2 在晶圓表面正確定位圖形 137
6.2 光刻與刻蝕工藝 138
6.2.1 兩次圖形轉移 138
6.2.2 光刻與刻蝕工藝 139
6.3 光刻三要素 150
6.3.1 光刻機 150
6.3.2 光刻膠 151
6.3.3 掩膜版 156
6.4 曝光系統的影響因素 162
復習思考題 164
第7章 摻雜 165
7.1 概述 165
7.2 合金法 165
7.3 熱擴散 166
7.3.1 擴散的條件 166
7.3.2 典型的擴散形式 167
7.3.3 擴散工藝步驟 167
7.3.4 擴散層質量參數 168
7.3.5 擴散條件的選擇 171
7.4 離子注入 172
7.4.1 離子注入法的特點 173
7.4.2 離子注入設備 173
7.4.3 晶體損傷和退火 175
復習思考題 176
第8章 CMP、清洗和烘干 177
8.1 化學機械拋光 177
8.2 晶圓表面清洗 178
8.3 烘干技術 180
復習思考題 180
第9章 封裝技術 181
9.1 封裝的功能與基本工藝流程 181
9.1.1 封裝概述 181
9.1.2 封裝的功能 181
9.1.3 封裝的基本工藝流程 182
9.2 封裝的形式 189
9.2.1 直插式 190
9.2.2 表面貼裝式 191
9.2.3 芯片尺寸封裝 192
9.3 封裝技術的發展趨勢 192
復習思考題 194
第10章 測試技術 195
10.1 概述 195
10.2 晶圓測試 196
10.3 成品測試 197
復習思考題 198
第11章 污染控制 199
11.1 主要污染物及其引起的問題 199
11.1.1 主要污染物 199
11.1.2 污染物引起的問題 200
11.2 主要污染源及其控制方法 201
11.2.1 空氣 201
11.2.2 廠務設備 203
11.2.3 人員產生的污染 204
11.2.4 工藝用水 205
11.2.5 工藝化學品 206
11.2.6 化學氣體 206
11.2.7 其他方面 207
復習思考題 207
第12章 整體工藝良品率 208
12.1 維持高良品率的重要性 208
12.2 整體工藝良品率的三個測量點 209
12.2.1 累積晶圓生產良品率 209
12.2.2 晶圓電測良品率 211
12.2.3 封裝良品率 211
復習思考題 211
附錄A 潔凈室及潔凈區選用的空氣懸浮粒子潔凈度等級
(ISO 14644-1∶2015
標準) 213
附錄B 芯片制造常用專業詞匯表 214
參考文獻 223