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圖解晶元技術/名師講科技前沿系列

  • 作者：編者:田民波
  • 出版社：化學工業
  • ISBN：9787122339607
  • 出版日期：2019/07/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：300
人民幣：RMB 49 元      售價：元
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內容大鋼
    針對入門者、應用者及研究開發者的多方面的需求，《圖解晶元技術》在彙集大量資料的前提下，採用圖文並茂的形式，全面且簡明扼要地介紹晶元工作原理，集成電路材料，製作工藝，晶元的新進展、新應用及發展前景等。採用每章之下「節節清」的論述方式，左文右圖，圖文對照，並給出「本節重點」。力求做到深入淺出，通俗易懂；層次分明，思路清晰；內容豐富，重點突出；選材新穎，強調應用。
    本書可供微電子、材料、物理、精密儀器等學科本科生及相關領域的工程技術人員參考。
作者介紹
編者:田民波
    田民波，男，1945年12月生，研究生學歷，清華大學材料學院教授。     1964年8月考入清華大學工程物理系。1970年畢業留校一直任教於清華大學工程物理系、材料科學與工程系、材料學院等。1981年在工程物理系獲得改革開放后第一批研究生學位。自1994年起，數十次赴日本京都大學等從事合作研究三年以上。     長期從事材料科學與工程領域的教學科研工作，曾任副系主任等。承擔包括國家自然科學基金重點項目在內的科研項目多項，在國內外刊物發表論文120余篇，正式出版著作38部（其中10部在台灣以繁體版出版），多部被海峽兩岸選為大學本科及研究生用教材。     擔任大學本科及研究生課程數十門。主持並主講的《材料科學基礎》先後被評為清華大學精品課、北京市精品課，並於2007年獲得國家級精品課稱號。
目錄
第1章  集成電路簡介
  1.1  概述
    1.1.1  從分立元件到集成電路
    1.1.2  由硅圓片到晶元再到封裝
    1.1.3  三極體的功能——可以比作通過水閘的水路
    1.1.4  n溝道MOS（nMOS）三極體的工作原理
    1.1.5  截止狀態下MOS器件中的泄漏電流
  1.2  半導體硅材料——集成電路的核心與基礎
    1.2.1  MOS型與雙極結型晶體管的比較
    1.2.2  CMOS構造的斷面模式圖（p型硅基板）
    1.2.3  快閃記憶體單元三極體「寫入」「擦除」「讀取」的工作原理
  1.3  集成電路元件的分類
    1.3.1  IC的功能及類型
    1.3.2  RAM和ROM
    1.3.3  半導體器件的分類方法
  1.4  半導體器件的製作工藝流程
    1.4.1  前道工藝和后道工藝
    1.4.2  IC晶元製造工藝流程簡介
  書角茶桌  集成電路發展史上的十大里程碑事件
第2章  從硅石到晶圓
  2.1  半導體硅材料
    2.1.1  硅是目前最重要的半導體材料
    2.1.2  單晶硅中的晶體缺陷
    2.1.3  pn結中雜質的能級
    2.1.4  按電阻對絕緣體、半導體、導體的分類
  2.2  從硅石到金屬硅，再到99.999999999%的高純硅
    2.2.1  從晶石原料到半導體元器件的製程
    2.2.2  從硅石還原為金屬硅
    2.2.3  多晶硅的析出和生長
  2.3  從多晶硅到單晶硅棒
    2.3.1  改良西門子法生產多晶硅
    2.3.2  直拉法（Czochralski，CZ法）拉制單晶硅
    2.3.3  區熔法製作單晶硅
    2.3.4  直拉法中位錯產生的原因及消除措施
  2.4  從單晶硅到晶圓
    2.4.1  晶圓尺寸不斷擴大
    2.4.2  先要進行取向標誌的加工
    2.4.3  將硅坯切割成一片一片的硅圓片
    2.4.4  硅圓片有各種不同的類型
  2.5  拋光片、退火片、外延片、SOI片
    2.5.1  拋光片和退火片
    2.5.2  外延片
    2.5.3  SOI片
  書角茶桌  「硅是上帝賜予人類的寶物」
第3章  集成電路製作工藝流程
  3.1  集成電路邏輯LSI元件的結構
    3.1.1  雙極結型器件的結構
    3.1.2  硅柵MOS器件的結構
    3.1.3  硅柵CMOS器件的結構
    3.1.4  BiCMOS器件和SOI器件的結構

  3.2  LSI的製作工藝流程
    3.2.1  利用光刻形成接觸孔和布線層的實例
    3.2.2  曝光，顯影
    3.2.3  光刻工程發展梗概
    3.2.4  「負型」和「正型」光刻膠感光反應原理
    3.2.5  光刻工藝流程
    3.2.6  硅圓片清洗、氧化、絕緣膜生長——光刻
    3.2.7  絕緣膜區域刻蝕——柵氧化膜的形成
    3.2.8  柵電極多晶硅生長——向n溝道源-漏的離子注入
    3.2.9  向p溝道的光刻、硼離子注入——歐姆接觸埋置
    3.2.10  第1層金屬膜生長——電極焊盤形成
    3.2.11  銅布線的大馬士革工藝
    3.2.12  如何發展我們的IC晶元製造產業
  3.3  IC晶元製造工藝的分類和組合
    3.3.1  IC晶元製造中的基本工藝
    3.3.2  IC晶元製造中的複合工藝
    3.3.3  工藝過程的模塊化
    3.3.4  基板工藝和布線工藝
  書角茶桌  世界集成電路產業發展的領軍人物
第4章  薄膜沉積和圖形加工
  4.1  DRAM元件和LSI元件中使用的各種薄膜
    4.1.1  元件結構及使用的各種薄膜
    4.1.2  DRAM中電容結構的變遷
    4.1.3  DRAM中的三維結構存儲單元
    4.1.4  薄膜材料在集成電路中的應用
  4.2  IC製作用的薄膜及薄膜沉積（1）——PVD法
    4.2.1  VLSI製作中應用不同種類的薄膜
    4.2.2  多晶硅薄膜在集成電路中的應用
    4.2.3  IC製程中常用的金屬
    4.2.4  真空蒸鍍
    4.2.5  離子濺射和濺射鍍膜
  4.3  IC製作用的薄膜及薄膜沉積（2）——CVD法
    4.3.1  用於VLSI製作的CVD法分類
    4.3.2  CVD中主要的反應裝置
    4.3.3  等離子體CVD（PCVD）過程中傳輸、反應和成膜的過程
    4.3.4  晶圓流程中的各種處理室方式
  4.4  IC製作用的薄膜及薄膜沉積（3）——各種方法的比較
    4.4.1  各種成膜方法的比較
    4.4.2  熱氧化膜的形成方法
    4.4.3  熱氧化膜的形成過程
    4.4.4  用於VLSI的薄膜種類和製作方法
    4.4.5  用於VLSI製作的CVD法
  4.5  布線缺陷的改進和消除——Cu布線代替Al布線
    4.5.1  影響電子元器件壽命的大敵——電遷移
    4.5.2  斷線和電路缺陷的形成原因以及預防、修補措施
    4.5.3  Cu布線代替Al布線的理由
    4.5.4  用電鍍法即可製作Cu布線
    4.5.5  鋁用於IC晶元的優缺點
  4.6  曝光光源不斷向短波長進展
    4.6.1  如何由薄膜加工成圖形

    4.6.2  幾種常用的光曝光方法
    4.6.3  光刻對周邊技術的要求
    4.6.4  曝光波長的變遷及相關的技術保證
    4.6.5  光刻系統的發展及展望
  4.7  光學曝光技術
    4.7.1  圖形曝光裝置的分類及變遷
    4.7.2  光曝光方式
    4.7.3  近接曝光和縮小投影曝光
    4.7.4  曝光中的各種位相補償措施
  4.8  電子束曝光和離子束曝光技術
    4.8.1  電子束曝光技術
    4.8.2  低能電子束近接曝光（LEEPL）技術
    4.8.3  軟X射線縮小投影(EUV)曝光技術
    4.8.4  離子束曝光技術
  4.9  干法刻蝕替代濕法刻蝕
    4.9.1  刻蝕技術在VLSI製作中的應用
    4.9.2  干法刻蝕與濕法刻蝕的比較
    4.9.3  干法刻蝕裝置的種類及刻蝕特徵
    4.9.4  干法刻蝕（RIE模式）反應中所發生的現象
    4.9.5  高密度等離子體刻蝕裝置
  書角茶桌  世界晶元產業的十大領頭企業
第5章  雜質摻雜——熱擴散和離子注入
  5.1  集成電路製造中的熱處理工藝
    5.1.1  IC晶元製程中的熱處理工藝（Hot Process）
    5.1.2  熱氧化膜的形成技術
    5.1.3  至關重要的柵絕緣膜
  5.2  用於雜質摻雜的熱擴散工藝
    5.2.1  LSI製作中雜質導入的目的
    5.2.2  雜質摻雜中離子注入法與熱擴散法的比較
    5.2.3  求解熱擴散雜質的濃度分佈
    5.2.4  熱處理的目的——推進，平坦化，電氣活性化
    5.2.5  硅中雜質元素的行為
  5.3  精準的雜質摻雜技術（1）——離子注入的原理
    5.3.1  離子注入原理
    5.3.2  離子注入裝置
    5.3.3  低能離子注入和高速退火
    5.3.4  離子注入的濃度分佈
  5.4  精準的雜質摻雜技術（2）——離子注入的應用
    5.4.1  標準的MOS三極體中離子注入的部位
    5.4.2  基本的阱構造及倒梯度阱構造
    5.4.3  單阱形成
    5.4.4  雙阱形成
    5.4.5  離子注入在CMOS中的應用
    5.4.6  離子注入用於淺結形成
  書角茶桌  「核心技術是國之重器」
第6章  摩爾定律能否繼續有效
  6.1  多層化布線已進入第4代
    6.1.1  多層化布線——適應微細化和高集成度的要求
    6.1.2  第1代和第2代多層化布線技術——逐層沉積和玻璃流平
    6.1.3  第3代多層化布線技術——導入CMP

    6.1.4  第4代多層化布線技術——導入大馬士革工藝
  6.2  銅布線的單大馬士革和雙大馬士革工藝
    6.2.1  Cu大馬士革布線逐漸代替Al布線
    6.2.2  大馬士革工藝即中國的景泰藍金屬鑲嵌工藝
    6.2.3  從Al布線+W柱塞到Cu雙大馬士革布線
    6.2.4  Cu雙大馬士革布線結構及可能出現的問題
  6.3  摩爾定律能否繼續有效？
    6.3.1  半導體器件向巨大化和微細化發展的兩個趨勢
    6.3.2  晶元集成度不斷沿摩爾定律軌跡前進
    6.3.3  「摩爾定律並非物理學定律」,「而是描述產業化的定律」
    6.3.4  「踮起腳來，跳起來摘蘋果」
  6.4  新材料的導入——「製造材料者製造技術」
    6.4.1  多層布線層間膜，DRAM電容膜，Cu布線材料
    6.4.2  硅材料體系仍有潛力（1）
    6.4.3  硅材料體系仍有潛力（2）
    6.4.4  化合物半導體煥發活力
  6.5  如何實現器件的高性能？
    6.5.1  整機對器件的高性能化要求越來越高
    6.5.2  器件的高性能化依賴於新工藝、新材料
    6.5.3  要同時從基板工藝和布線工藝入手
  6.6  從100nm到7nm——以材料和工藝的創新為支撐
    6.6.1  純硅基MOS管和多晶硅/high-k基MOS管
    6.6.2  金屬柵/high-k基MOS管和鰭式場效應晶體管（FinFET）
    6.6.3  90nm——應變硅
    6.6.4  45nm——high-k絕緣層和金屬柵極
    6.6.5  22nm——鰭式場效應晶體管
    6.6.6  7nm——EUV光刻和SiGe-Channel
  書角茶桌  集聚最強的力量打好核心技術研發攻堅戰
參考文獻
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