半导体芯片和制造——理论和工艺实用指南

《半导体芯片和制造——理论和工艺实用指南》是一本实用而优秀的关于半导体芯片理论、制造和工艺设计的书籍。《半导体芯片和制造——理论和工艺实用指南》对半导体制造工艺和所需设备的解释是基于它们所遵守的基本的物理、化学和电路的规律来进行的，以便读者无论到达世界哪个地方的洁净室，都能尽快了解所使用的工艺和设备，并知道使用哪些设备、采用何种工艺来实现他们的设计和制造目标。《半导体芯片和制造——理论和工艺实用指南》理论结合实际，大部分的描述均围绕着实际设备和工艺展开，并配有大量的设备图、制造工艺示意图和半导体芯片结构图。《半导体芯片和制造——理论和工艺实用指南》主要包括如下主题：基本概念，例如等离子设备中的阻抗失配和理论，以及能带和Clausius-Clapeyron方程；半导体器件和制造设备的基础知识，包括直流和交流电路、电场、磁场、谐振腔以及器件和设备中使用的部件；晶体管和集成电路，包括双极型晶体管、结型场效应晶体管和金属?半导体场效应晶体管；芯片制造的主要工艺，包括光刻、金属化、反应离子刻蚀（RIE）、等离子体增强化学气相沉积（PECVD）、热氧化和注入等；工艺设计和解决问题的技巧，例如如何设计干法刻蚀配方，以及如何解决在博世工艺中出现的微米草问题。 《半导体芯片和制造——理论和工艺实用指南》概念清晰，资料丰富，内容实用，可作为微电子学与固体电子学、电子科学与技术、集成电路工程等专业的研究生和高年级本科生的教学参考书，也可供相关领域的工程技术人员参考。

廉亚光先生是美国伊利诺伊大学香槟分校何伦亚克微纳米技术实验室的研发工程师。在他近20年的工作经历中，他培训了上千名学生使用半导体制造设备。在廉先生来美国之前，他在中国河北半导体研究所工作了13年。在研究所期间，他负责管理一条半导体加工线，从离子注入到封装；与此同时，他还从事一部分集成电路设计工作。在半导体领域30多年的工作经历，使得廉先生对制造工艺中的关键点有着深刻的理解，在理论和设备方面有着深厚的知识。

前言第1章　基本概念的引入1.1　什么是芯片1.2　欧姆定律和电阻率1.3　导体、绝缘体和半导体参考文献第2章　理论简介2.1　量子力学的产生2.2　能带参考文献第3章　早期无线电通信3.1　电报技术3.2　电子管参考文献第4章　电路的基本知识4.1　电路及其元件4.2　电场4.3　磁场4.4　交流电第5章　半导体的进一步探讨和二极管5.1　半导体的能带5.2　半导体掺杂5.3　半导体二极管参考文献第6章　晶体管和集成电路6.1　双极型晶体管6.2　结型场效应晶体管6.3　金属?半导体场效应晶体管6.4　金属?绝缘层?半导体场效应晶体管参考文献第7章　半导体工业的发展历程7.1　半导体产品及结构简介7.2　半导体工业发展简史7.3　晶体管和硅晶圆尺寸的变化7.4　洁净室7.5　平面工艺参考文献第8章　半导体光子器件8.1　发光器件和发光原理8.2　发光二极管8.3　半导体二极管激光器8.3.1　谐振腔8.3.2　光的反射和折射8.3.3　异质结材料8.3.4　粒子数反转和阈值电流密度参考文献第9章　半导体光探测和光电池9.1　数字照相机和电荷耦合器件9.2　光电导器9.3　晶体管激光器9.4　太阳能电池参考文献第10章　硅晶圆的制造10.1　从硅石到多晶硅10.2　化学反应10.3　拉单晶10.4　抛光和切片参考文献第11章　工艺的基本知识11.1　集成电路的结构11.2　光学系统的分辨率11.3　为什么在工艺中使用等离子体参考文献第12章　光刻工艺12.1　光刻工艺的步骤12.1.1　清洗12.1.2　脱水烘干12.1.3　涂胶12.1.4　前烘12.1.5　对位和曝光12.1.6　显影12.1.7　检查12.1.8　坚膜12.1.9　去胶膜12.2　光刻掩膜版对位图形的设计12.3　当代光刻机技术参考文献第13章　介质膜的生长13.1　二氧化硅膜的生长13.1.1　二氧化硅的热氧化工艺13.1.2　LTO工艺13.1.3　二氧化硅PECVD工艺13.1.4　在APCVD系统中进行TEOS+O3的沉积13.2　氮化硅膜的生长13.2.1　LPCVD13.2.2　氮化硅PECVD工艺13.3　原子层沉积技术参考文献第14章　刻蚀和反应离子刻蚀（RIE）系统介绍14.1　湿法刻蚀14.2　干法刻蚀中的RIE系统14.2.1　RIE工艺流程和设备结构14.2.2　工艺室14.2.3　真空泵14.2.4　射频电源和匹配电路14.2.5　气瓶和质量流量计14.2.6　加热和冷却参考文献第15章　干法刻蚀的进一步探讨15.1　RIE的刻蚀界面15.1.1　情形115.1.2　情形215.2　RIE刻蚀速率15.3　Ⅲ-Ⅴ族半导体和金属的干法刻蚀15.4　刻蚀界面的控制15.4.1　光刻胶窗口的形状对刻蚀界面的影响15.4.2　碳对刻蚀速率和截面的影响15.5　其他问题15.5.1　RIE和PECVD的区别15.5.2　Si和SiO2干法刻蚀的区别15.6　电感耦合等离子体（ICP）技术和博世工艺15.6.1　电感耦合等离子体技术15.6.2　博世工艺参考文献第16章　金属工艺16.1　热蒸发技术16.2　电子束蒸发技术16.3　磁控溅射技术16.4　热和电子束蒸发与磁控溅射的主要区别16.5　金属的剥离工艺16.6　金属的选择和合金工艺16.6.1　金属的选择16.6.2　金属的合金参考文献第17章　掺杂工艺17.1　掺杂的基本介绍17.2　扩散的基本原理17.3　热扩散17.4　杂质在SiO2内的扩散和再分布17.5　最小SiO2掩蔽层厚度17.6　杂质在SiO2掩蔽膜下的分布17.7　扩散杂质源17.8　扩散层的参数17.9　四探针测试方块电阻17.10　离子注入工艺17.11　离子注入的理论分析17.12　注入后杂质的分布17.13　注入杂质的种类和剂量17.14　掩蔽膜的最小厚度17.15　退火工艺17.16　埋层注入17.16.1　通过掩蔽层的注入17.16.2　SOI制备参考文献第18章　工艺控制监测、芯片封装及其他问题18.1　介质膜质量检测18.2　欧姆接触检测18.3　金属之间的接触18.4　导电沟道控制18.5　芯片测试18.6　划片18.7　封装18.8　设备使用时的操作范围18.9　低κ和高κ介质18.9.1　铜互连和低κ介质18.9.2　量子隧道效应和高κ介质18.10　结语参考文献