微电子工艺与装备技术

本书重点介绍半导体集成电路制造工艺技术的基本原理、途径、集成方法与设备。主要内容包括集成电路制造工艺、相关设备、新原理技术及工艺集成。本书力求让学生在了解集成电路制作基本原理与方法的基础上，紧密地联系生产实际，方便地理解这些原本复杂的工艺和流程，从而系统掌握半导体集成电路制造技术。在此基础上，结合相关课程培养学生掌握集成电路相关专业所必需的基础知识、基本理论和基本实验技能，有助于学生理解这些原本复杂的工艺和流程，为集成电路及半导体工艺技术培养专业的工程性人才打下坚实基础。本书针对非电子信息专业以及无实践经验学生的特点和学习要求，注重由浅入深，理论联系实际，突出应用和基本技能的训练，教学仪器及实验室耗材等全部操作均采用案例教学的方式。

第1章基础知识1
1.1集成电路产业介绍1
1.1.1基本概念1
1.1.2集成电路技术的发展2
1.1.3摩尔定律4
1.2集成电路行业基本材料6
1.2.1导体材料7
1.2.2绝缘体材料7
1.2.3半导体材料8
1.3集成电路制造工艺9
1.3.1集成电路制造9
1.3.2硅片制造10
1.3.3氧化工艺11
1.3.4杂质掺杂12
1.3.5化学机械平坦化12
1.3.6CMOS后道工艺13
1.3.7集成电路测试14
1.4集成电路基础知识16
1.4.1真空系统16
1.4.2等离子体17
1.5工艺环境及内部控制18
1.5.1生产设备(工艺腔体)的沾污18
1.5.2清洗工艺18
1.5.3洁净间19
1.5.4化学品20
1.5.5教学方法及难点21
第2章物理气相沉积工艺实验23
2.1薄膜沉积引言23
2.2蒸发实验原理24
2.2.1蒸发的物理机制24
2.2.2蒸发工艺分类25
2.2.3薄膜沉积速率26
2.3溅射实验原理27
2.3.1溅射的物理机制27
2.3.2溅射工艺分类29
2.3.3薄膜沉积速率29
2.4分子束外延实验原理31
2.4.1外延工艺31
2.4.2分子束外延31
2.5实验设备与器材32
2.5.1实验环境32
2.5.2实验仪器32
2.6实验内容与步骤35
2.6.1实验内容35
2.6.2工作准备35
2.6.3工艺操作36
2.6.4实验报告与数据测试分析36
2.6.5实验注意事项37
2.6.6教学方法及难点37
第3章化学气相沉积工艺实验39
3.1常规化学气相沉积实验原理39
3.1.1化学气相沉积概述39
3.1.2常用的CVD技术40
3.2原子层沉积实验原理43
3.2.1原子层沉积概述43
3.2.2原子层沉积分类44
3.2.3原子层沉积的应用45
3.3实验设备与器材46
3.3.1实验环境46
3.3.2实验仪器47
3.3.3其他实验器材48
3.4实验内容与步骤48
3.4.1实验内容48
3.4.2工作准备49
3.4.3工艺操作49
3.4.4实验报告与数据测试分析58
3.4.5实验注意事项58
3.4.6教学方法及难点59
第4章光刻工艺实验61
4.1光刻工艺概述61
4.2光刻工艺实验原理62
4.2.1曝光系统62
4.2.2工艺流程65
4.2.3关键工艺步骤——对准68
4.3实验设备与器材69
4.3.1实验环境69
4.3.2实验仪器70
4.3.3仪器操作规程71
4.4实验内容与步骤72
4.4.1实验内容72
4.4.2工作准备72
4.4.3工艺操作73
4.4.4实验报告与数据测试分析77
4.4.5实验注意事项77
4.4.6教学方法及难点78
第5章微纳光刻技术及实验81
5.1微纳光刻技术引言81
5.1.1关键技术进展81
5.1.2中国微纳光刻与加工技术发展回顾81
5.1.3面临的挑战与关键问题84
5.2微图形设计与掩模制造技术原理89
5.2.1图形设计与数据处理技术89
5.2.2分辨率增强技术91
5.2.3电子束曝光技术95
5.2.4纳米结构图形加工技术98
5.3实验设备与器材99
5.3.1实验环境99
5.3.2实验仪器100
5.4实验内容与步骤102
5.4.1实验内容102
5.4.2工作准备102
5.4.3工艺操作103
5.4.4实验报告与数据测试分析105
5.4.5实验注意事项105
5.4.6教学方法与难点105
第6章刻蚀工艺实验107
6.1刻蚀工艺原理107
6.1.1刻蚀工艺概述107
6.1.2刻蚀工艺基本参数108
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