集成电路制造工艺/全国高等职业教育规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

刘新，彭勇，蒲大雁 编

图书标签:

• 集成电路
• 制造工艺
• 半导体
• 微电子学
• 职业教育
• 高等职业教育
• 教材
• 电子工程
• 工艺流程
• 集成电路制造

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111498629

版次：1

商品编码：11701877

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 全国高等职业教育规划教材

开本：16开

出版时间：2015-05-01

用纸：胶版纸

页数：185

正文语种：中文

编辑推荐

适读人群 ：高职高专微电子技术专业学生
　　全面系统地介绍了集成电路的制造工艺
　　注重理论与实践相结合

内容简介

　　《集成电路制造工艺/全国高等职业教育规划教材》所涉及的内容，包括了集成电路制造中所需要掌握的基本理论知识，内容比较齐全，注重对操作技能的描述，包括工艺流程操作过程，设备及操作方法。
　　《集成电路制造工艺/全国高等职业教育规划教材》以项目为导向，任务驱动的宗旨安排教材内容，按照生产一个双极型晶体管的工艺流程，分别介绍了氧化工艺、扩散工艺、光刻工艺、刻蚀工艺和金属化等主要工艺。同时，介绍了目前主流的VLSI制造工艺中的关键工艺，如CVD工艺、离子注入工艺等。
　　《集成电路制造工艺/全国高等职业教育规划教材》主要面向高职高专微电子技术专业学生，同时也可以作为集成电路制造企业工艺工程师和技师的参考书，还可以作为集成电路制造企业教育培训和资格认证的教材。

目录

第1章 半导体产业概况
1.1 半导体产业的发展历程
1.2 电路集成
1.3 半导体产业发展趋势
1.4 半导体制造产业及职业
复习题

第2章 硅衬底的制备
2.1 半导体材料
2.2 硅材料的制备
2.3 硅衬底的制备
复习题

第3章 集成电路制造工艺概况
3.1 双极型晶体管制造工艺概况
3.2 MOS场效应晶体管工艺概况
3.3 CMOS集成电路工艺概况
复习题

第4章 集成电路制造中的污染控制
4.1 集成电路制造中的玷污
4.2 玷污的源与控制
4.3 清洗工艺
4.4 清洗工艺生产实训
复习题

第5章 外延工艺
5.1 外延
5.2 外延设备
5.3 气相外延
5.4 分子束外延
5.5 低压选择外延
5.6 外延工艺生产实训
复习题

第6章 氧化工艺
6.1 二氧化硅膜的结构、性质与应用
6.2 热氧化生长二氧化硅薄膜
6.3 二氧化硅膜的质量检测
6.4 氧化设备
6.5 氧化工艺生产实训
复习题

第7章 化学气相淀积
7.1 薄膜
7.2 化学气相淀积的原理
7.3 化学气相淀积系统
7.4 二氧化硅薄膜淀积
7.4 氮化硅薄膜淀积
7.5 多晶硅薄膜淀积
7.6 金属薄膜的淀积
7.7 化学气相淀积生产实训
复习题

第8章 隔离技术
8.1 PN结隔离
8.2 介质隔离
8.3 PN结-介质隔离
8.4 MOS与CMOS中的隔离技术
复习题

第9章 光刻工艺
9.1 光刻概念
9.2 光刻的工艺流程
9.3 光刻设备
9.4 光刻工艺生产实训
复习题

第10章 刻蚀工艺
10.1 刻蚀
10.2 湿法刻蚀工艺
10.3 干法刻蚀工艺
10.4 刻蚀质量检测
10.5 刻蚀工艺生产实训
复习题

第11章 掺杂工艺
11.1 掺杂
11.2 扩散
11.3 离子注入
11.4 扩散工艺生产实训

第12章 金属化
12.1 金属化概念
12.2 金属淀积
12.3 金属化工艺流程
12.4 金属化工艺生产实训
复习题

第13章 平坦化工艺
13.1 平坦化的概念
13.2 传统平坦化技术
13.3 化学机械平坦化
13.4 CMP设备组成
13.5 CMP清洗
复习题

第14章 晶圆测试
14.1 晶圆测试
14.2 晶圆测试设备
14.3 晶圆测试流程
复习题
附录 晶体管生产工艺实训
参考文献

前言/序言

　　集成电路产业是信息技术产业的核心，是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业。今年来，我国集成电路产业快速发展，整体实力显著提升，集成电路设计、制造能力与国际先进水平差距不断缩小，集成电路制造企业对集成电路制造高技能人才的需求在不断扩大，对人才的要求也在不断提高。
　　，　 本书主要介绍集成电路制造工艺的工艺流程，内容包括半导体产业的发展，集成电路制造工艺的主要工艺制程。在内容选取上，侧重介绍工艺流程的操作，以及设备的使用，依据高职学生的特点，简单的介绍了工艺的原理，让学生能够在掌握一定专业知识技能的前提下，熟练的掌握操作技能。在内容的设计上，通过对集成电路制造企业的岗位需求分析，参照企业职业岗位能力标准，以项目为导向，任务驱动的宗旨安排教材内容。
　　本书的第1章介绍了集成电路产业背景，第2章介绍了集成电路制造中使用的材料，第3章分别介绍了双极型集成电路制造工艺流程和CMOS工艺流程。第4章介绍了集成电路制造的超净环境。第5章至第13章，按照集成电路制造工艺流程分别介绍了外延工艺、氧化工艺、化学气相淀积工艺、隔离工艺、光刻工艺、刻蚀工艺、掺杂工艺和金属化工艺，并在每章加入了实训内容。第14章介绍了晶圆测试方法。附录A以工业上生产双极型晶体管为例，介绍了整个生产加工工艺流程。
　　本书内容全面，讲究实用性，注重工艺实践操作的介绍，可作为高职微电子专业教材，也可供从事集成电路制造相关领域工作者参考。
　　本书由重庆城市管理职业学院的刘新、彭勇、吕坤颐、牟洪江和重庆工商职业学院蒲大雁共同编写。其中，彭勇编写第1章；吕坤颐编写第2章；刘新编写第3、4、5、6、7、8、9、10、11、12章、附录及全书实训内容，牟洪江编写第13章，蒲大雁编写第14章。
　　本书在编写过程中，得到了重庆邮电大学唐政维老师的指导，重庆鹰谷光电有限公司的各位工程师也给出了很多的意见和建议，对他们的支持和帮助表示感谢。

芯片的诞生：一块硅晶的奇幻旅程 翻开一本泛黄的笔记本，上面潦草地记录着几个关键的词汇：“光刻”、“刻蚀”、“掺杂”。这或许是某个时代工程师们留下的宝贵遗产，也足以勾勒出当今世界最核心的产业之一——集成电路制造——的冰山一角。我们日常生活中无处不在的智能手机、高性能电脑、先进的医疗设备，乃至航天飞机上的精密仪器，都离不开那些隐藏在微小芯片中的复杂逻辑。这本《集成电路制造工艺》旨在带领读者走进一个神奇的世界，揭开这些“电子大脑”是如何从一块普通的硅砂，一步步蜕变成我们手中闪耀着智慧光芒的奇迹。 集成电路，顾名思义，是将数量庞大、功能各异的晶体管、电阻、电容等电子元件，通过精密的工艺技术，集成到一块小小的半导体芯片上，实现特定的电子功能。而这一切的起点，便是那看似平凡的硅。我们所见的芯片，最初只是从地壳中提取的二氧化硅，经过提纯、冶炼，最终形成高纯度的单晶硅棒。这根晶棒，如同芯片的“祖宗”，它的纯度和晶格结构的完整性，直接决定了最终芯片的性能和可靠性。 第一站：晶圆的诞生——“纯净”的基石 晶圆的制造，是集成电路生产链上的第一环，也是至关重要的一环。想象一下，我们正站在一个巨大的净化车间里，空气中的每一粒灰尘都可能成为灾难。在这里，高纯度的单晶硅棒通过精密的切割技术，被切成一片片薄如蝉翼的圆片，这就是我们熟知的“晶圆”。晶圆的直径从早期的小尺寸，发展到如今的300毫米甚至更大，每一次的尺寸升级，都意味着能够在一块晶圆上制造更多的芯片，从而大幅降低单位芯片的生产成本。 晶圆的表面必须是绝对的平整和光滑，这如同建造一座摩天大楼需要坚实的地基。为了达到这个目的，晶圆经历了多次抛光工序。研磨、化学腐蚀、机械抛光……工程师们运用各种手段，将晶圆表面的微小瑕疵一一抚平，直至达到纳米级别的平整度。这个过程，是对“精益求精”最好的诠释。 第二站：构建“城市”——光刻与刻蚀的神奇魔法 有了洁净平整的基石，接下来就是如何在晶圆上“建造”出数以亿计的微小元器件。这个过程，就像是在一望无际的平原上，精雕细琢地修建一个庞大的电子“城市”。 光刻（Photolithography）： 这是集成电路制造中最核心、最复杂的技术之一。它就像在晶圆上“绘制”电路图。我们想象一下，一张巨大的电子蓝图，如何被缩小并精确地“复制”到晶圆的表面？这就是光刻的使命。 首先，在晶圆表面涂覆一层对光敏感的“光刻胶”。然后，我们准备一张刻有电路图案的“掩膜版”，它如同一个精美的模具。接着，用高能量的光源（如紫外光或极紫外光）照射掩膜版。光线透过掩膜版上透明的部分，照射到涂覆光刻胶的晶圆表面。被光照到的光刻胶会发生化学变化，变得容易被去除（正性光刻胶）或难以被去除（负性光刻胶）。 随后，通过显影液将发生化学变化的光刻胶去除，这样，掩膜版上的电路图案就“转移”到了晶圆表面的光刻胶上，形成一层具有特定图案的保护层。光刻技术的精度，决定了芯片上电路的最小尺寸，也就是我们常说的“制程工艺”，例如7纳米、5纳米、3纳米。制程越小，芯片集成度越高，性能越强，功耗越低。 刻蚀（Etching）： 在形成光刻胶图案后，下一步就是利用这个图案作为“遮罩”，将不需要的部分材料去除，从而形成三维的电路结构。刻蚀主要有两种方式： 干法刻蚀（Dry Etching）： 这是目前主流的刻蚀方式，利用等离子体（一种被高度电离的气体）中的活性粒子，与晶圆表面暴露的材料发生化学反应或物理轰击，将其去除。干法刻蚀的优势在于方向性好，可以实现高深宽比的结构，精度高。 湿法刻蚀（Wet Etching）： 利用化学溶液腐蚀材料。湿法刻蚀速度快，成本低，但方向性较差，不易实现精细结构。 光刻与刻蚀的交替进行，就像是在一块画布上，用光线和化学试剂，一层一层地“雕刻”出复杂的电路。每一次光刻，都对应着一层新的电路层；每一次刻蚀，都将这些层连接起来，形成纵横交错的电子导线和元器件。 第三站：赋予“生命”——掺杂与金属互连 当基本的三维结构建造完成后，还需要为它们赋予“生命”——也就是电子流动的通道，以及实现不同元器件之间的连接。 掺杂（Doping）： 硅是一种半导体材料，其导电性相对较弱。为了让硅能够有效地控制电子的流动，我们需要通过“掺杂”技术，向硅晶格中引入少量的杂质原子。 N型掺杂： 引入第五族元素（如磷、砷），使得硅中多余一个自由电子，增强其导电性。 P型掺杂： 引入第三族元素（如硼），使得硅中缺少一个电子，形成“空穴”，从而增强其导电性。 通过控制掺杂的种类、浓度和分布，我们可以精确地控制硅的导电类型，从而制造出各种半导体器件，如二极管、三极管等。这个过程，如同在原料中加入特定的“催化剂”，使其具备特定的化学性质。 金属互连（Metallization）： 晶圆上已经制造好了无数个独立的元器件，但它们需要被连接起来，才能形成一个完整的集成电路。这个过程就是金属互连。 通常，在器件层之间，会沉积一层薄薄的金属层（如铜或铝），然后通过光刻和刻蚀，形成纵横交错的金属导线，将各个元器件连接起来。为了实现多层连接，还需要在金属层之间引入绝缘层，并通过“通孔”（vias）技术，将不同层的金属导线连接起来。这个过程，就像是在城市中修建道路和桥梁，让所有的建筑都能方便地进行交通和通信。 从硅片到芯片：封装与测试的“最后一道防线” 经过漫长而复杂的制造过程，晶圆上已经布满了成百上千个功能完整的芯片，它们如同一个个“待孵化”的电子宝宝。接下来，就需要将它们从晶圆上分离，并进行保护和连接。 晶圆切割（Wafer Dicing）： 使用精密的金刚石锯片或激光，将晶圆切割成一个个独立的芯片。 芯片封装（Chip Packaging）： 裸露的芯片非常脆弱，容易受到物理损伤和环境影响。封装技术就是为芯片提供一个保护壳，并提供与外部电路连接的引脚。封装的方式多种多样，如DIP、SOP、BGA等，不同的封装形式适用于不同的应用场景。 测试（Testing）： 每一个制造完成的芯片，都需要经过严格的测试，以确保其功能正常、性能达标。测试过程包括电学性能测试、功能测试、可靠性测试等。不合格的芯片将被淘汰，以保证最终产品的质量。 超越工艺：创新与未来的展望 集成电路制造工艺是一个不断发展的领域，每一次技术的突破，都意味着更小的尺寸、更快的速度、更低的功耗。从几十年前的微米级工艺，到如今的纳米级工艺，再到未来可能实现的埃米级工艺，这背后是无数工程师的智慧和汗水的结晶。 除了不断优化现有工艺，科学家们还在探索新的材料、新的器件结构、新的制造方法。例如，利用3D堆叠技术，将多个芯片垂直堆叠，极大地增加了集成度；研究新的半导体材料，如氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC），以应对高温、高压等极端应用场景。 《集成电路制造工艺》这本书，不仅仅是在讲述一套复杂的技术流程，它更是在展现人类如何通过智慧和不懈的努力，将一块平凡的硅，转化为驱动现代文明前进的强大动力。它是一个关于微观世界的宏大叙事，也是一个关于科技创新永无止境的生动例证。希望通过这本书的阅读，读者能够对这个精密而又迷人的产业有一个更深刻的认识，并从中感受到科技的力量和未来的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，就像是在探索一个奇妙的微观世界。作者以一种充满热情和敬畏的态度，向我们展示了构成现代电子设备基石的集成电路是如何被“雕刻”出来的。它不像某些技术书籍那样冷冰冰地堆砌数据，而是充满了人文关怀和对科学精神的赞颂。在介绍光刻技术时，书中不仅仅停留在几何光学层面，还巧妙地引入了物理学的衍射、干涉等概念，让读者理解为何光刻工艺如此精妙。我特别喜欢书中对“工艺集成”的论述，它让我深刻理解到，集成电路的制造并非是单一工艺的简单叠加，而是各个工艺之间相互配合、相互影响的复杂系统工程。作者在讲解过程中，常常会抛出一些引发思考的问题，引导读者主动探索，而不是被动接受。这种互动式的讲解方式，极大地激发了我学习的积极性。这本书的语言风格非常生动形象，偶尔还会穿插一些行业内的趣闻轶事，使得学习过程不再枯燥乏味，反而充满了乐趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都让我感到惊喜。它并没有停留在对基本工艺流程的描述，而是深入挖掘了每一个环节背后的科学原理和工程挑战。在介绍刻蚀工艺时，书中详细讲解了干法刻蚀和湿法刻蚀的区别，以及各种刻蚀剂的特性。更让我印象深刻的是，书中还探讨了等离子体刻蚀的反应机理，以及如何通过控制等离子体参数来获得高选择性、高深宽比的刻蚀图形。我尤其喜欢书中关于“工艺窗口”的讲解，它让我意识到，在集成电路制造过程中，许多工艺参数都存在一个最佳的“窗口”，只有在这个窗口内进行操作，才能获得高质量的产品。作者通过大量的图示和表格，直观地展示了工艺窗口的概念，并提供了如何寻找和利用工艺窗口的方法。这本书的结构设计非常合理，每个章节都围绕一个核心主题展开，内容紧凑，逻辑严谨。读完这本书，我感觉自己对集成电路制造的理解上升到了一个新的高度。

评分☆☆☆☆☆

初次接触《集成电路制造工艺》这本书，我最直观的感受是它在理论深度与实践指导之间找到了一个绝佳的平衡点。它并没有简单地罗列枯燥的公式和定义，而是将实际生产中的难点和痛点巧妙地融入到理论讲解之中。例如，在介绍薄膜沉积技术时，书中不仅详细讲解了CVD、PVD等基本原理，还深入探讨了不同工艺参数对薄膜质量的影响，以及如何在实际生产中进行优化。我尤其欣赏书中关于“缺陷分析与控制”的部分，它让我意识到，在集成电路制造过程中，任何一个微小的失误都可能导致整批产品的报废。作者通过大量的案例分析，生动地展示了各种常见的缺陷类型及其成因，并提供了相应的解决方案。这种“问题导向”的学习方式，对于我这种希望将理论知识应用于实际工作的人来说，简直是雪中送炭。这本书的排版也十分考究，重点内容通过加粗、斜体等方式突出，便于读者快速抓住核心信息。总而言之，这是一本既有理论高度，又有实践价值的优秀教材，非常值得推荐给所有对集成电路制造感兴趣的同行者。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计朴实无华，但当我翻开第一页，就被其内容深深吸引。它并非像某些入门书籍那样泛泛而谈，而是以一种非常扎实的姿态，将集成电路制造的每一个关键环节都剖析得淋漓尽致。从硅晶圆的制备，到光刻、刻蚀、薄膜沉积等核心工艺，再到最后的封装测试，作者都循序渐进地展开讲解，仿佛带领我亲自走进了洁净室，置身于那精密而复杂的生产线上。书中的插图和图表更是点睛之笔，它们清晰地展示了那些抽象的工艺流程，让我这个初学者也能窥得门径。尤其是一些对工艺参数的解释，虽然涉及到一些物理化学原理，但作者的表述方式非常接地气，配合着恰当的比喻，使得原本艰涩的理论知识变得易于理解。我特别喜欢其中关于“良率控制”的章节，它不仅仅是技术层面的介绍，更融入了工程思维和质量管理的理念，让我意识到集成电路制造不仅仅是技术的堆砌，更是一门精密的科学管理艺术。这本书的语言风格严谨而不失条理，逻辑清晰，读起来让人感觉知识的脉络井然有序，受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

当我拿到这本《集成电路制造工艺》时，我预期的可能是一本比较枯燥的技术手册，但事实完全出乎我的意料。这本书的叙述方式非常引人入胜，作者就像一位经验丰富的向导，带领我深入到集成电路制造的每一个角落。在讲解衬底制备时，书中不仅仅介绍了单晶硅的生长过程，还详细阐述了晶体缺陷对器件性能的影响，以及如何通过控制工艺来降低缺陷密度。我尤其喜欢书中关于“洁净室管理”的章节，它让我了解到，集成电路的制造对环境的要求是多么苛刻，以及为什么“洁净”对于保证产品质量如此至关重要。作者通过生动的描述，让我仿佛置身于那个无尘的世界，感受到每一粒灰尘都可能带来的灾难。这本书的语言风格非常流畅，没有过多的专业术语，即使是初学者也能轻松理解。它就像一本精彩的故事书，讲述着微观世界里的一场场精密而壮丽的“工程奇迹”。