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第1章 概述1

1.1 半导体材料1

1.2 半导体器件2

1.3 半导体工艺技术5

1.3.1 关键半导体技术5

1.3.2 技术趋势8

1.4 基本制造步骤10

1.4.1 氧化10

1.4.2 光刻和刻蚀10

1.4.3 扩散和离子注入12

1.4.4 金属化12

1.5 小结12

参考文献13

第2章 晶体生长15

2.1 从熔体生长硅单晶15

2.1.1 初始原料16

2.1.2 Czochralski法16

2.1.3 杂质分布17

2.1.4 有效分凝系数19

2.2 硅悬浮区熔法20

2.3 GaAs晶体生长技术24

2.3.1 初始材料24

2.3.2 晶体生长技术26

2.4 材料特征27

2.4.1 晶片整形27

2.4.2 晶体特征29

2.5 小结33

参考文献34

习题34

第3章 硅氧化36

3.1 热氧化方法36

3.1.1 生长动力学37

3.1.2 薄氧化层生长43

3.2 氧化过程中杂质再分布43

3.3 二氧化硅掩模特性45

3.4 氧化层质量46

3.5 氧化层厚度表征47

3.6 氧化模拟49

3.7 小结51

参考文献51

习题51

第4章 光刻53

4.1 光学光刻53

4.1.1 超净间53

4.1.2 曝光设备55

4.1.3 掩模58

4.1.4 光致抗蚀剂60

4.1.5 图形转移61

4.1.6 分辨率增强工艺63

4.2 下一代光刻方法64

4.2.1 电子束光刻65

4.2.2 极短紫外光刻68

4.2.3 X射线光刻69

4.2.4 离子束光刻70

4.2.5 各种光刻方法比较70

4.3 光刻模拟71

4.4 小结73

参考文献74

习题74

第5章 刻蚀76

5.1 湿法化学腐蚀76

5.1.1 硅的腐蚀77

5.1.2 氧化硅的腐蚀78

5.1.3 氮化硅和多晶硅的腐蚀78

5.1.4 铝的腐蚀78

5.1.5 砷化镓的腐蚀79

5.2 干法刻蚀80

5.2.1 等离子体原理80

5.2.2 刻蚀机制、等离子体诊断和刻蚀终点控制81

5.2.3 反应等离子刻蚀技术和设备83

5.2.4 反应离子刻蚀应用86

5.3 刻蚀模拟89

5.4 小结91

参考文献91

习题91

第6章 扩散93

6.1 基本扩散工艺94

6.1.1 扩散方程94

6.1.2 扩散分布96

6.1.3 扩散层测定100

6.2 非本征扩散101

6.2.1 与浓度相关的扩散系数102

6.2.2 扩散分布104

6.3 横向扩散105

6.4 扩散模拟106

6.5 小结108

参考文献108

习题109

第7章 离子注入110

7.1 注入离子的种类范围110

7.1.1 离子分布111

7.1.2 离子中止112

7.1.3 离子沟道效应115

7.2 注入损伤和退火117

7.2.1 注入损伤117

7.2.2 退火118

7.3 与离子注入有关的工艺120

7.3.1 多次注入和掩模120

7.3.2 倾角离子注入122

7.3.3 高能注入和大束流注入123

7.4 离子注入模拟124

7.5 小结125

参考文献126

习题126

第8章 薄膜淀积128

8.1 外延生长工艺128

8.1.1 化学气相淀积128

8.1.2 分子束外延132

8.2 外延层结构和缺陷135

8.2.1 晶格匹配和应变层外延135

8.2.2 外延层中的缺陷137

8.3 电介质淀积138

8.3.1 二氧化硅139

8.3.2 氮化硅143

8.3.3 低介质常数材料144

8.3.4 高介质常数材料145

8.4 多晶硅淀积146

8.5 金属化148

8.5.1 物理气相淀积148

8.5.2 化学气相淀积149

8.5.3 铝的金属化150

8.5.4 铜的金属化153

8.5.5 硅化物155

8.6 淀积模拟156

8.7 小结158

参考文献159

习题160

第9章 工艺集成162

9.1 无源元件163

9.1.1 集成电路电阻器163

9.1.2 集成电路电容器165

9.1.3 集成电路电感器166

9.2 双极晶体管技术168

9.2.1 基本制造过程168

9.2.2 介质隔离171

9.2.3 自对准双层多晶硅双极晶体管结构172

9.3 MOS场效应晶体管技术173

9.3.1 基本制造工艺174

9.3.2 存储器件176

9.3.3 CMOS技术179

9.3.4 BiCMOS技术185

9.4 MESFET技术187

9.5 MEMS技术189

9.5.1 体形微加工190

9.5.2 表面微加工190

9.5.3 LIGA工艺190

9.6 工艺模拟193

9.7 小结197

参考文献198

习题199

第10章 IC制造201

10.1 电学测试202

10.1.1 测试结构202

10.1.2 终结测试203

10.2 封装204

10.2.1 芯片分离204

10.2.2 封装类型205

10.2.3 贴附方法学206

10.3 统计过程控制210

10.3.1 品质控制图210

10.3.2 变量控制图212

10.4 统计实验设计214

10.4.1 比较分布214

10.4.2 方差分析216

10.4.3 因子设计218

10.5 成品率221

10.5.1 功能成品率221

10.5.2 参数成品率225

10.6 计算机集成制造226

10.7 小结228

参考文献228

习题228

第11章 未来趋势和挑战230

11.1 集成挑战230

11.1.1 超浅结的形成230

11.1.2 超薄氧化层231

11.1.3 硅化物的形成231

11.1.4 互连新材料231

11.1.5 功耗极限231

11.1.6 SOI集成232

11.2 系统芯片233

11.3 小结234

参考文献235

习题235

附录A 符号表236

附录B 国际单位制237

附录C 单位词头238

附录D 希腊字母表239

附录E 物理常数240

附录F 300K时Si和GaAs的性质241

附录G 误差函数的一些性质242

附录H 气体基本动力学理论245

附录I SUPREM命令247

附录J 运行PROLITH250

附录K t分布的百分点251

附录L F分布的百分点252

索引257