《國外電子與通信教材系列:半導(dǎo)體制造技術(shù)》詳細(xì)追述了半導(dǎo)體發(fā)展的歷史并吸收了當(dāng)今最新技術(shù)資料,學(xué)術(shù)界和工業(yè)界對(duì)《國外電子與通信教材系列:半導(dǎo)體制造技術(shù)》的評(píng)價(jià)都很高。全書共分20章,根據(jù)應(yīng)用于半導(dǎo)體制造的主要技術(shù)分類來安排章節(jié),包括與半導(dǎo)體制造相關(guān)的基礎(chǔ)技術(shù)信息;總體流程圖的工藝模型概況,用流程圖將硅片制造的主要領(lǐng)域連接起來;具體講解每一個(gè)主要工藝;集成電路裝配和封裝的后部工藝概況。此外,各章為讀者提供了關(guān)于質(zhì)量測量和故障排除的問題,這些都是會(huì)在硅片制造中遇到的實(shí)際問題。
《國外電子與通信教材系列:半導(dǎo)體制造技術(shù)》旨在介紹半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)業(yè)中的新工具和技術(shù),以便提高讀者在工作過程中理解與使用相同或類似工具的能力。全書在細(xì)節(jié)上覆蓋了用于亞0.25μm(0.18 μm及以下)工藝的新技術(shù),通過描述早期的工具和工藝來闡明現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展。書中包括銅互連、化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)、低k介質(zhì)工藝、淺槽隔離(STI)、深紫外化學(xué)放大光刻膠、步進(jìn)與掃描系統(tǒng)、具有雙大馬士革的銅金屬化等。書中還解釋了產(chǎn)業(yè)變化漫長歷史中的所有工藝和設(shè)備,以及工藝需求和設(shè)備性能的技術(shù)關(guān)系,并給出了設(shè)備潛在性能與最佳制造所需工藝參數(shù)之間的折中。
第1章 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)介紹
目標(biāo)
1.1 引言
1.2 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
1.3 電路集成
1.4 集成電路制造
1.5 半導(dǎo)體趨勢
1.6 電子時(shí)代
1.7 在半導(dǎo)體制造業(yè)中的職業(yè)
1.8 小結(jié)
第2章 半導(dǎo)體材料特性
目標(biāo)
2.1 引言
2.2 原子結(jié)構(gòu)
2.3 周期表
2.4 材料分類
2.5 硅
2.6 可選擇的半導(dǎo)體材料
2.7 小結(jié)
第3章 器件技術(shù)
目標(biāo)
3.1 引言
3.2 電路類型
3.3 無源元件結(jié)構(gòu)
3.4 有源元件結(jié)構(gòu)
3.5 CMOS器件的閂鎖效應(yīng)
3.6 集成電路產(chǎn)品
3.7 小結(jié)
第4章 硅和硅片制備
目標(biāo)
4.1 引言
4.2 半導(dǎo)體級(jí)硅
4.3 晶體結(jié)構(gòu)
4.4 晶向
4.5 單晶硅生長
4.6 硅中的晶體缺陷
4.7 硅片制備
4.8 質(zhì)量測量
4.9 外延層
4.10 小結(jié)
第5章 半導(dǎo)體制造中的化學(xué)品
目標(biāo)
5.1 引言
5.2 物質(zhì)形態(tài)
5.3 材料的屬性
5.4 工藝用化學(xué)品
5.5 小結(jié)
第6章 硅片制造中的沾污控制
目標(biāo)
6.1 引言
6.2 沾污的類型
6.3 沾污的源與控制
6.4 硅片濕法清洗
6.5 小結(jié)
第7章 測量學(xué)和缺陷檢查
目標(biāo)
7.1 引言
7.2 集成電路測量學(xué)
7.3 質(zhì)量測量
7.4 分析設(shè)備
7.5 小結(jié)
第8章 工藝腔內(nèi)的氣體控制
目標(biāo)
8.1 引言
8.2 真空
8.3 真空泵
8.4 工藝腔內(nèi)的氣流
8.5 殘氣分析器
8.6 等離子體
8.7 工藝腔的沾污
8.8 小結(jié)
第9章 集成電路制造工藝概況
目標(biāo)
9.1 引言
9.2 CMOS工藝流程
9.3 CMOS制作步驟
9.4 小結(jié)
第10章 氧化
目標(biāo)
10.1 引言
10.2 氧化膜
10.3 熱氧化生長
10.4 高溫爐設(shè)備
10.5 臥式與立式爐
10.6 氧化工藝
10.7 質(zhì)量測量
10.8 氧化檢查及故障排除
10.9 小結(jié)
第11章 淀積
目標(biāo)
11.1 引言
11.2 膜淀積
11.3 化學(xué)氣相淀積
11.4 CVD淀積系統(tǒng)
11.5 介質(zhì)及其性能
11.6 旋涂絕緣介質(zhì)
11.7 外延
11.8 CVD質(zhì)量測量
11.9 CVD檢查及故障排除
11.10 小結(jié)
第12章 金屬化
目標(biāo)
12.1 引言
12.2 金屬類型
12.3 金屬淀積系統(tǒng)
12.4 金屬化方案
12.5 金屬化質(zhì)量測量
12.6 金屬化檢查及故障排除
12.7 小結(jié)
第13章 光刻:氣相成底膜到軟烘
目標(biāo)
13.1 引言
13.2 光刻工藝
13.3 光刻工藝的8個(gè)基本步驟
13.4 氣相成底膜處理
13.5 旋轉(zhuǎn)涂膠
13.6 軟烘
13.7 光刻膠質(zhì)量測量
13.8 光刻膠檢查及故障排除
13.9 小結(jié)
第14章 光刻:對(duì)準(zhǔn)和曝光
目標(biāo)
14.1 引言
14.2 光學(xué)光刻
14.3 光刻設(shè)備
14.4 混合和匹配
14.5 對(duì)準(zhǔn)和曝光質(zhì)量測量
14.6 對(duì)準(zhǔn)和曝光檢查及故障排除
14.7 小結(jié)
第15章 光刻:光刻膠顯影和先進(jìn)的光刻技術(shù)
目標(biāo)
15.1 引言
15.2 曝光后烘焙
15.3 顯影
15.4 堅(jiān)膜
15.5 顯影檢查
15.6 先進(jìn)的光刻技術(shù)
15.7 顯影質(zhì)量測量
15.8 顯影檢查及故障排除
15.9 小結(jié)
第16章 刻蝕
目標(biāo)
16.1 引言
16.2 刻蝕參數(shù)
16.3 干法刻蝕
16.4 等離子體刻蝕反應(yīng)器
16.5 干法刻蝕的應(yīng)用
16.6 濕法腐蝕
16.7 刻蝕技術(shù)的發(fā)展歷程
16.8 去除光刻膠
16.9 刻蝕檢查
16.10 刻蝕質(zhì)量測量
16.11 干法刻蝕檢查及故障排除
16.12 小結(jié)
第17章 離子注入
目標(biāo)
17.1 引言
17.2 擴(kuò)散
17.3 離子注入
17.4 離子注入機(jī)
17.5 離子注入在工藝集成中的發(fā)展趨勢
17.6 離子注入質(zhì)量測量
17.7 離子注入檢查及故障排除
17.8 小結(jié)
第18章 化學(xué)機(jī)械平坦化
目標(biāo)
18.1 引言
18.2 傳統(tǒng)的平坦化技術(shù)
18.3 化學(xué)機(jī)械平坦化
18.4 CMP應(yīng)用
18.5 CMP質(zhì)量測量
18.6 CMP檢查及故障排除
18.7 小結(jié)
第19章 硅片測試
目標(biāo)
19.1 引言
19.2 硅片測試
19.3 測試質(zhì)量測量
19.4 測試檢查及故障排除
19.5 小結(jié)
第20章 裝配與封裝
目標(biāo)
20.1 引言
20.2 傳統(tǒng)裝配
20.3 傳統(tǒng)封裝
20.4 先進(jìn)的裝配與封裝
20.5 封裝與裝配質(zhì)量測量
20.6 集成電路封裝檢查及故障排除
20.7 小結(jié)
附錄A 化學(xué)品及安全性
附錄B 凈化間的沾污控制
附錄C 單位
附錄D 作為氧化層厚度函數(shù)的顏色
附錄E 光刻膠化學(xué)的概要
附錄F 刻蝕化學(xué)
穩(wěn)壓器 穩(wěn)壓器是一個(gè)包含二極管、晶體管、電阻和電容器的單芯片,惟一目的是調(diào)節(jié)電壓傳輸?shù)截?fù)載。穩(wěn)壓器能用于任何在某一特定負(fù)載電阻范圍內(nèi)需要保持持續(xù)電壓的電子部件或系統(tǒng)。一些應(yīng)用包括電腦、外圍設(shè)備和各種類型的使用儀器。
步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng) 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器( SMD)是一個(gè)用于控制步進(jìn)電機(jī)的雙極集成電路。SMD能用于步進(jìn)電機(jī)必須被精確控制的地方,例如在激光打印機(jī)、影印機(jī)、掃描儀和機(jī)器人技術(shù)以及航空宇宙、汽車電子和工業(yè)應(yīng)用。
3.6.2 數(shù)字集成電路產(chǎn)品類型
數(shù)字集成電路類包括以二進(jìn)制(1和0)數(shù)據(jù)信號(hào)工作的器件,例如用于計(jì)算器、電腦、尋呼機(jī)、便攜式電話和其他類似的應(yīng)用。
非永久性存儲(chǔ)器 非永久性存儲(chǔ)器是一種允許數(shù)據(jù)根據(jù)需要儲(chǔ)存并改變的半導(dǎo)體器件。當(dāng)電源關(guān)閉時(shí)非永久性存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)丟失。非永久性存儲(chǔ)器器件用于電腦、計(jì)算器以及自動(dòng)化、航空宇宙、醫(yī)學(xué)、軍事和工業(yè)設(shè)備裝置——應(yīng)用中的任何邏輯指令必須根據(jù)使用者的需要存儲(chǔ)和改變的裝置。所有存儲(chǔ)器件包含無數(shù)單個(gè)存儲(chǔ)單元。其故障率隨器件密度提高而提高;因此,冗余的存儲(chǔ)單元建立于存儲(chǔ)芯片上。半導(dǎo)體熔絲制作到存儲(chǔ)器單元中,在開始產(chǎn)品測試時(shí)有意熔化掉以去掉故障單元。
RAM 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器是一種能讀取存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或者擦除數(shù)據(jù)并用新數(shù)據(jù)重寫的器件。要想改變存儲(chǔ)在內(nèi)存單元的數(shù)據(jù)不必將RAM芯片從印刷電路板上拔下。它的內(nèi)容可以很容易在正常邏輯系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)改變。
DRAM 動(dòng)態(tài)RAM是最普通和成本最低的RAM。術(shù)語“動(dòng)態(tài)”是指存儲(chǔ)電容器必須有規(guī)律地使用更新電壓以保留數(shù)據(jù)。DRAM需要更高的電能運(yùn)行電容器。
SRAM靜態(tài)RAM使用觸發(fā)器作為存儲(chǔ)寄存器。SRAM不需要更新,因此它比DRAM需要的電能低。數(shù)據(jù)在電源移開時(shí)同時(shí)消失。
MPU或CPU 微處理單元(也稱中央處理單元)是對(duì)單獨(dú)或內(nèi)部的ROM發(fā)出指令程序的復(fù)雜邏輯集成電路。MPU能判定并執(zhí)行數(shù)學(xué)功能。微處理器用于計(jì)算機(jī)、計(jì)算器和用具,也能用于自動(dòng)化、航空宇宙、醫(yī)療、軍事及工業(yè)設(shè)備一在任何需要控制功能或者計(jì)算功能的應(yīng)用中。
固定存儲(chǔ)器 固定存儲(chǔ)器是一種設(shè)計(jì)成以電子電荷的形式存儲(chǔ)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的半導(dǎo)體器件。電荷甚至在電源關(guān)閉時(shí)也保留在存儲(chǔ)器中。固定存儲(chǔ)器用于計(jì)算機(jī)、計(jì)算器和用具,也用于自動(dòng)化、航空宇宙、醫(yī)療、軍事和工業(yè)設(shè)備——在任何邏輯指令必須存儲(chǔ)以備以后讀取的應(yīng)用中。
ROM 只讀存儲(chǔ)器集成電路是一種固定存儲(chǔ)器,在集成電路制造過程中數(shù)據(jù)就直接編寫在里面了。這里也提及掩模可編程ROM。這種在制作過程中使用的掩模裝置包含了特定ROM的數(shù)據(jù)模式。ROM的生產(chǎn)成本非常昂貴。ROM是固定存儲(chǔ)器的最早形式。用戶可以讀取已寫入ROM的數(shù)據(jù),但是不能改變它的內(nèi)容。
PROM 可編程只讀存儲(chǔ)器是一種能現(xiàn)場編程而且比掩模可編程ROM便宜的集成電路。使用工具應(yīng)用大電壓脈沖以使內(nèi)存單元按需要改變。在計(jì)算機(jī)正常工作時(shí)編入內(nèi)存的數(shù)據(jù)不能改變。有兩種現(xiàn)場可編程PROM類型—EPROM和EEPROM。
EPROM可擦除PROM可以將數(shù)據(jù)擦除和重寫。芯片必須從電路板上取下并用紫外線照射進(jìn)行擦除。然后EPROM可重新寫入。EPROM比其前兩代產(chǎn)品有所進(jìn)步,然而任何存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的改變都需要完成PROM擦除后接著重寫。
EEPROM 電信號(hào)可擦除PROM集成電路可用電信號(hào)擦除并且不需要從電路板上取下就能進(jìn)行重寫。EEPROM是最方便的ROM。這種器件的工作原理更像隨機(jī)存儲(chǔ)器,因?yàn)樗挥萌魏翁厥庋b置就能擦除和重寫。EEPROM在計(jì)算機(jī)和外圍設(shè)備工業(yè)上有許多有用的應(yīng)用。
快閃存儲(chǔ)器 快閃存儲(chǔ)器是一種能擦除和重寫的固定存儲(chǔ)器——與電信號(hào)可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器( EEPROM)類似,只是更新速度快。快閃存儲(chǔ)器常常用于存儲(chǔ)運(yùn)行數(shù)據(jù),例如個(gè)人電腦的基本輸入/輸出系統(tǒng)( BIOS)。快閃存儲(chǔ)器用于計(jì)算機(jī)、數(shù)字便攜式電話、數(shù)碼相機(jī)、嵌入控制器和其他產(chǎn)品。
ASIC 專用集成電路是完全的用戶定制設(shè)計(jì)和制造以滿足單個(gè)用戶的需要。ASIC可以包括現(xiàn)有的邏輯電路以及用戶要求的新的設(shè)計(jì)特征。ASIC芯片也是固有存儲(chǔ)器。所有集成電路的邏輯功能由特定的掩模決定,掩模設(shè)計(jì)在給定ASIC規(guī)則下獲得惟一的結(jié)構(gòu)特征。盡管ASIC器件可根據(jù)用戶的需要提供合適的產(chǎn)品,但它們的生產(chǎn)成本較高。
PLD 可編程邏輯器件是利用多種邏輯元件組成的邏輯電路。實(shí)際的邏輯功能實(shí)現(xiàn)由用戶決定,用戶使用一些設(shè)計(jì)軟件格式來確定編程點(diǎn)的狀態(tài)。在設(shè)計(jì)過程中,比正常電壓更高的電壓施加到特定的半導(dǎo)體熔絲。熔絲受熱蒸發(fā),留下用戶編程需要的邏輯電路結(jié)構(gòu)。
PAL 可編程陣列邏輯集成電路包括一個(gè)用于建立定制邏輯電路可編程邏輯門的網(wǎng)絡(luò)。PAL有一個(gè)輸入AND(與)門陣列驅(qū)動(dòng)的輸出OR(或)門。與門根據(jù)需要可現(xiàn)場編程,但輸出的或門是固定的。
……