目錄
第一篇 半導(dǎo)體材料與襯底
第1章 半導(dǎo)體的性質(zhì) 3
1.1 半導(dǎo)體的概述 3
1.1.1 半導(dǎo)體的基本性質(zhì) 3
1.1.2 半導(dǎo)體的發(fā)展應(yīng)用 4
1.2 半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)和分類 7
1.2.1 半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu) 7
1.2.2 半導(dǎo)體的分類 11
1.3 半導(dǎo)體的缺陷 12
1.3.1 點(diǎn)缺陷 13
1.3.2 線缺陷 14
1.3.3 面缺陷 15
1.3.4 體缺陷 16
1.4 半導(dǎo)體的電子狀態(tài)和能帶 16
1.4.1 原子能級(jí)和晶體能帶 16
1.4.2 晶體的能帶結(jié)構(gòu) 18
1.5 半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)制 19
1.6 半導(dǎo)體的雜質(zhì)能級(jí) 20
1.6.1 施主雜質(zhì)和施主能級(jí) 20
1.6.2 受主雜質(zhì)和受主能級(jí) 21
1.7 半導(dǎo)體的缺陷能級(jí) 22
1.7.1 點(diǎn)缺陷能級(jí) 22
1.7.2 線缺陷能級(jí) 25
習(xí)題 26
參考文獻(xiàn) 26
第2章 硅和硅片的制備 27
2.1 硅源的合成 27
2.1.1 硅的初級(jí)加工 27
2.1.2 硅的中間產(chǎn)物 28
2.2 多晶硅的提純與制備 32
2.2.1 多晶硅的提純 32
2.2.2 多晶硅的制備 32
2.3 單晶硅的生長 35
2.3.1 晶體的摻雜 35
2.3.2 直拉法 37
2.3.3 區(qū)熔法 39
2.3.4 其他的制備方法 41
2.4 硅片的加工 42
2.5 硅片的清洗 47
2.5.1 硅片的干法清洗 47
2.5.2 硅片的濕法清洗 48
2.5.3 新型清洗技術(shù) 50
2.6 硅片的檢驗(yàn)與包裝 52
2.6.1 硅片的檢驗(yàn) 52
2.6.2 硅片的包裝 54
2.7 帶狀硅的制備 55
習(xí)題 57
參考文獻(xiàn) 57
第二篇 半導(dǎo)體工藝原理
第3章 氧化技術(shù) 61
3.1 二氧化硅的性質(zhì)和應(yīng)用 61
3.1.1 二氧化硅的基本結(jié)構(gòu) 61
3.1.2 二氧化硅的性質(zhì) 63
3.1.3 二氧化硅在集成電路中的應(yīng)用 64
3.2 熱氧化的基本原理 65
3.2.1 二氧化硅的生長 65
3.2.2 迪爾-格羅夫模型 66
3.2.3 決定二氧化硅生長的因素 69
3.2.4 影響二氧化硅生長的因素 71
3.3 氧化方法 75
3.3.1 熱生長氧化法 76
3.3.2 摻氯氧化法 81
3.3.3 熱分解淀積法 82
3.4 氧化工藝的質(zhì)量檢測(cè) 85
3.4.1 氧化膜的缺陷檢驗(yàn) 85
3.4.2 氧化膜的物理測(cè)量 86
3.4.3 氧化膜的光學(xué)測(cè)量 87
3.4.4 氧化膜的電學(xué)測(cè)量 88
3.4.5 氧化層密度的測(cè)量 91
習(xí)題 92
參考文獻(xiàn) 92
第4章 圖形技術(shù) 93
4.1 圖形加工 93
4.1.1 圖形加工的流程 94
4.1.2 圖形加工的缺陷 98
4.2 光刻技術(shù) 100
4.2.1 潔凈室 101
4.2.2 光刻膠 101
4.2.3 掩膜版 105
4.2.4 光刻技術(shù)分類 107
4.2.5 傳統(tǒng)曝光技術(shù) 110
4.2.6 分辨率增強(qiáng)技術(shù) 112
4.2.7 新型曝光技術(shù) 114
4.3 刻蝕技術(shù) 117
4.3.1 濕法刻蝕 118
4.3.2 干法刻蝕 121
習(xí)題 130
參考文獻(xiàn) 131
第5章 摻雜技術(shù) 132
5.1 合金法 132
5.2 擴(kuò)散技術(shù) 133
5.2.1 擴(kuò)散方程 133
5.2.2 擴(kuò)散類型 135
5.2.3 擴(kuò)散機(jī)理 139
5.2.4 擴(kuò)散方法 146
5.2.5 擴(kuò)散設(shè)備 151
5.3 離子注入法 154
5.3.1 離子注入的機(jī)理 154
5.3.2 離子注入的分布 159
5.3.3 離子注入的設(shè)備 160
5.3.4 離子注入的效應(yīng) 162
5.3.5 離子注入的應(yīng)用及展望
165 習(xí)題 166
參考文獻(xiàn) 166
第三篇 薄膜技術(shù)
第6章 薄膜的物理制備 169
6.1 真空技術(shù) 169
6.1.1 真空的概念 169
6.1.2 真空的獲取 170
6.1.3 真空的檢漏 176
6.1.4 真空的測(cè)量 177
6.2 真空蒸鍍 181
6.2.1 真空蒸鍍的原理 181
6.2.2 真空蒸鍍的分類及特點(diǎn) 182
6.3 濺射鍍膜 184
6.3.1 濺射的基本原理 185
6.3.2 濺射鍍膜的分類 186
6.3.3 濺射鍍膜的特點(diǎn) 189
6.4 離子鍍 190
6.4.1 離子鍍的基本原理 190
6.4.2 離子鍍的分類 191
6.4.3 離子鍍的優(yōu)點(diǎn) 192
6.5 分子束外延 192
6.5.1 分子束外延的基本原理 193
6.5.2 分子束外延的特點(diǎn) 193
6.5.3 分子束外延的缺陷 194
6.5.4 分子束外延的影響因素 196
6.6 脈沖激光沉積 197
6.6.1 脈沖激光沉積的原理 197
6.6.2 脈沖激光沉積的特點(diǎn) 198
6.6.3 脈沖激光沉積的影響因素 199
習(xí)題 200
參考文獻(xiàn) 200
第7章 薄膜的化學(xué)制備 202
7.1 化學(xué)氣相沉積 202
7.1.1 化學(xué)氣相沉積的基本原理 203
7.1.2 化學(xué)氣相沉積的常用方法 204
7.1.3 化學(xué)氣相沉積的發(fā)展趨勢(shì)及特點(diǎn) 213
7.2 化學(xué)溶液制備 214
7.2.1 化學(xué)反應(yīng)沉積法 214
7.2.2 陽極氧化法 216
7.2.3 電鍍法 216
7.2.4 噴霧熱分解法 218
習(xí)題 219
參考文獻(xiàn) 219
第四篇 工藝集成與封裝
第8章 工藝集成 223
8.1 金屬化與多層互連 223
8.1.1 金屬互連線 223
8.1.2 歐姆接觸 224
8.1.3 布線技術(shù) 227
8.1.4 多層互連 232
8.1.5 銅多層互連系統(tǒng)工藝 235
8.2 CMOS集成電路工藝 237
8.2.1 隔離工藝 238
8.2.2 雙阱工藝 240
8.2.3 薄柵氧化 241
8.2.4 非均勻溝道摻雜 241
8.2.5 自對(duì)準(zhǔn)工藝 242
8.2.6 源/漏技術(shù)與淺結(jié)形成 243
8.2.7 CMOS電路工藝流程 244
8.3 雙極型集成電路工藝 250
8.3.1 標(biāo)準(zhǔn)埋層雙極型晶體管工藝流程 251
8.3.2 其他先進(jìn)的雙極型集成電路工藝流程 253
習(xí)題 255
參考文獻(xiàn) 255
第9章 工藝檢測(cè)及監(jiān)控 257
9.1 工藝檢測(cè)的概述 257
9.1.1 第一類工藝檢測(cè) 257
9.1.2 第二類工藝檢測(cè) 259
9.2 工藝檢測(cè)的內(nèi)容 259
9.2.1 晶片檢測(cè) 259
9.2.2 氧化層檢測(cè) 261
9.2.3 光刻工藝檢測(cè) 262
9.2.4 擴(kuò)散層檢測(cè) 263
9.2.5 離子注入層檢測(cè) 265
9.2.6 外延層檢測(cè) 266
9.3 工藝監(jiān)控 267
9.3.1 工藝實(shí)時(shí)監(jiān)控 268
9.3.2 工藝檢測(cè)片 268
9.3.3 集成結(jié)構(gòu)測(cè)試圖形 268
習(xí)題 275
參考文獻(xiàn) 275
第10章 封裝技術(shù) 276
10.1 封裝技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀 276
10.1.1 封裝的概念 276
10.1.2 封裝的層次 277
10.1.3 封裝的作用 278
10.1.4 封裝的發(fā)展歷史 279
10.2 封裝的工藝流程 280
10.2.1 芯片減薄和切割 281
10.2.2 芯片貼裝 282
10.2.3 芯片互連 284
10.2.4 封裝成型技術(shù) 292
10.2.5 去飛邊毛刺 293
10.2.6 其他工藝流程 293
10.3 封裝材料 294
10.3.1 陶瓷封裝材料 294
10.3.2 金屬封裝材料 295
10.3.3 塑料封裝材料 296
10.3.4 焊接材料 298
10.3.5 基板材料 298
10.4 先進(jìn)的封裝技術(shù) 299
10.4.1 球柵陣列封裝 299
10.4.2 芯片尺寸封裝 303
10.4.3 晶圓級(jí)封裝 307
10.4.4 倒裝芯片封裝 310
10.4.5 多芯片組件封裝 314
10.4.6 三維封裝 316
習(xí)題 318
參考文獻(xiàn) 319
第五篇 元器件可靠性設(shè)計(jì)與組裝
第11章 元器件可靠性設(shè)計(jì) 323
11.1 可靠性內(nèi)涵及表征 323
11.1.1 可靠性內(nèi)涵 323
11.1.2 可靠性表征 324
11.2 可靠性設(shè)計(jì)分類 328
11.3 降額設(shè)計(jì) 329
11.4 熱設(shè)計(jì) 332
11.4.1 失效率與溫度關(guān)系 332
11.4.2 熱設(shè)計(jì)思路 334
11.4.3 表面貼裝元件熱設(shè)計(jì)方法 334
11.5 靜電防護(hù)設(shè)計(jì) 337
11.5.1 靜電放電現(xiàn)象 337
11.5.2 靜電放電損傷 338
11.5.3 靜電放電防護(hù) 339
11.6 抗輻射加固技術(shù) 341
11.6.1 輻射效應(yīng)分類 341
11.6.2 抗輻射加固措施 343
11.6.3 抗輻射加固原則 344
11.7 耐環(huán)境設(shè)計(jì) 344
11.7.1 元器件失效模式 345
11.7.2 耐環(huán)境設(shè)計(jì)方法 346
11.8 可靠性試驗(yàn) 347
11.8.1 可靠性試驗(yàn)方法 347
11.8.2 可靠性篩選種類 349
習(xí)題 352
參考文獻(xiàn) 353
第12章 表面組裝技術(shù) 354
12.1 表面組裝概述 354
12.2 表面組裝元器件及印刷電路板 355
12.2.1 表面組裝元器件 355
12.2.2 印刷電路板 356
12.3 表面組裝工藝材料 358
12.3.1 貼片膠 358
12.3.2 焊膏 359
12.4 表面組裝工藝 361
12.4.1 涂敷和貼片技術(shù) 363
12.4.2 自動(dòng)焊接技術(shù) 363
12.5 表面組裝檢測(cè)技術(shù) 365
12.5.1 組裝工序檢測(cè) 366
12.5.2 常用的檢測(cè)方法 368
習(xí)題 375
參考文獻(xiàn) 376
附表
附表A 檢測(cè)項(xiàng)目和陪片設(shè)置 379
附表B 微電子封裝的主要類型 380