前言第1章 緒論1 1.1 引言1 1.2 基本半導體元器件結構3 1.2.1 無源元件結構3 1.2.2 有源器件結構6 1.3 半導體器件工藝的發展曆史9 1.4 集成電路製造階段11 1.4.1 集成電路製造的階段劃分11 1.4.2 集成電路時代劃分12 1.4.3 集成電路製造的發展趨勢13 1.5 半導體製造企業14 1.6 基本的半導體材料15 1.6.1 矽——最常見的半導體材料15 1.6.2 半導體級矽16 1.6.3 單晶矽生長17 1.6.4 其他半導體材料19 1.7 半導體製造中使用的化學品20 1.8 芯片製造的生産環境23 1.8.1 淨化間沾汙類型23 1.8.2 汙染源與控製24 本章小結26 本章習題27第2章 半導體製造工藝概況28 2.1 引言28 2.2 器件的隔離28 2.2.1 PN結隔離28 2.2.2 絕緣體隔離29 2.3 雙極型集成電路製造工藝32 2.4 CMOS器件製造工藝35 2.4.1 20世紀80年代的CMOS工藝技術36 2.4.2 20世紀90年代的CMOS工藝技術41 2.4.3 21世紀初的CMOS工藝技術42 本章小結42 本章習題43第3章 清洗工藝44 3.1 引言44 3.2 汙染物雜質的分類45 3.2.1 顆粒45 3.2.2 有機殘餘物45 3.2.3 金屬汙染物45 3.2.4 需要去除的氧化層46 3.3 清洗方法概況46 3.3.1 RCA清洗47 3.3.2 稀釋RCA清洗49 3.3.3 IMEC清洗49 3.3.4 單晶圓清洗50 3.3.5 乾法清洗50 3.4 常用清洗設備——超聲波清洗設備52 3.4.1 超聲波清洗原理52 3.4.2 超聲波清洗機52 3.4.3 其他清洗設備54 3.5 質量控製55 本章小結56 本章習題56第4章 氧化57 4.1 引言57 4.2 二氧化矽膜的性質57 4.3 二氧化矽膜的用途59 4.4 熱氧化原理60 4.4.1 常用熱氧化方法61 4.4.2 影響氧化速率的因素62 4.5 氧化設備64 4.6 氧化膜的質量控製66 4.6.1 氧化膜厚度的測量66 4.6.2 氧化膜缺陷類型及檢測68 4.6.3 不同方法生成的氧化膜特性比較70 4.7 氧化工藝模擬70 4.7.1 概述70 4.7.2 工藝模型71 4.7.3 工藝模擬器簡介71 4.7.4 Athena基礎72 4.7.5 氧化工藝模擬實例74 本章小結77 本章習題77第5章 化學氣相澱積78 5.1 概述78 5.1.1 薄膜澱積的概念78 5.1.2 常用的薄膜材料78 5.1.3 半導體製造中對薄膜的要求79 5.2 化學氣相澱積81 5.2.1 化學氣相澱積的概念81 5.2.2 化學氣相澱積的原理81 5.3 化學氣相澱積係統81 5.3.1 APCVD82 5.3.2 LPCVD83 5.3.3 等離子體輔助CVD85 5.4 外延88 5.4.1 外延的概念、作用、原理88 5.4.2 外延生長方法89 5.4.3 矽外延工藝91 5.5 CVD質量檢測92 5.6 澱積工藝模擬94 本章小結95 本章習題96第6章 金屬化97 6.1 概述97 6.1.1 金屬化的概念97 6.1.2 金屬化的作用97 6.2 金屬化類型99 6.2.1 半導體製造中對金屬材料的要求99 6.2.2 鋁100 6.2.3 鋁銅閤金100 6.2.4 銅101 6.2.5 阻擋層金屬102 6.2.6 矽化物103 6.2.7 鎢105 6.3 金屬澱積105 6.3.1 金屬澱積的方法105 6.3.2 蒸發105 6.3.3 濺射107 6.3.4 金屬CVD110 6.3.5 銅電鍍111 6.4 金屬化流程113 6.4.1 傳統金屬化流程113 6.4.2 雙大馬士革流程114 6.5 金屬化質量控製116 6.6 金屬澱積的工藝模擬116 本章小結117 本章習題118第7章 光刻119 7.1 概述119 7.1.1 光刻的概念120 7.1.2 光刻的目的120 7.1.3 光刻的主要參數120 7.1.4 光刻的曝光光譜122 7.1.5 光刻的環境條件122 7.1.6 掩膜版123 7.2 光刻工藝的基本步驟124 7.3 正性光刻和負性光刻129 7.3.1 正性光刻和負性光刻的概念129 7.3.2 光刻膠130 7.3.3 正性光刻和負性光刻的優缺點131 7.4 光刻設備簡介131 7.4.1 接觸式光刻機131 7.4.2 接近式光刻機132 7.4.3 掃描投影光刻機132 7.4.4 分步重復光刻機133 7.4.5 步進掃描光刻機133 7.5 光刻質量控製134 7.5.1 光刻膠的質量控製134 7.5.2 對準和曝光的質量控製134 7.5.3 顯影檢查134 本章小結134 本章習題134第8章 刻蝕136 8.1 引言136 8.1.1 刻蝕的概念136 8.1.2 刻蝕的要求137 8.2 刻蝕工藝137 8.2.1 濕法刻蝕137 8.2.2 乾法刻蝕138 8.2.3 兩種刻蝕方法的比較140 8.3 乾法刻蝕的應用140 8.3.1 介質膜的刻蝕140 8.3.2 多晶矽膜的刻蝕143 8.3.3 金屬的乾法刻蝕144 8.3.4 光刻膠的去除146 8.4 乾法刻蝕的質量控製147 本章小結149 本章習題149第9章 摻雜150 9.1 概述150 9.1.1 摻雜概念150 9.1.2 摻雜的兩種方法150 9.1.3 摻雜工藝流程150 9.2 擴散151 9.2.1 擴散原理151 9.2.2 擴散工藝步驟153 9.2.3 擴散設備、工藝參數及其控製155 9.2.4 常用擴散雜質源162 9.3 離子注入163 9.3.1 離子注入原理164 9.3.2 離子注入的重要參數164 9.3.3 離子注入摻雜工藝與擴散摻雜工藝的比較167 9.4 離子注入機167 9.4.1 離子源組件167 9.4.2 分析磁體170 9.4.3 加速聚焦器172 9.4.4 掃描偏轉係統173 9.4.5 靶室及終端颱175 9.4.6 真空係統176 9.5 離子注入工藝176 9.5.1 離子注入工藝規範操作176 9.5.2 離子注入使用的雜質源及注意事項178 9.5.3 退火178 9.5.4 關鍵工藝控製179 9.6 離子注入的應用181 9.6.1 溝道區及阱區摻雜181 9.6.2 多晶矽注入182 9.6.3 源漏區注入182 9.7 摻雜質量控製183 9.7.1 結深的測量及分析183 9.7.2 摻雜濃度的測量185 9.7.3 汙染188 9.8 摻雜實驗188 9.8.1 擴散工藝模擬實驗188 9.8.2 離子注入工藝模擬實驗189 本章小結189 本章習題189第10章 平坦化191 10.1 概述191 10.2 傳統平坦化技術193 10.2.1 反刻193 10.2.2 玻璃迴流193 10.2.3 鏇塗玻璃法193 10.3 化學機械平坦化194 10.3.1 CMP優點和缺點195 10.3.2 CMP機理195 10.3.3 CMP設備200 10.3.4 CMP工藝控製210 10.3.5 CMP應用215 10.4 CMP質量控製221 10.4.1 膜厚的測量及均勻性分析221 10.4.2 矽片錶麵狀態的觀測方法及分析222 本章小結224 本章習題224參考文獻226
· · · · · · (收起)