集成電路製造工藝/全國高等職業教育規劃教材 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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劉新，彭勇，蒲大雁 編

圖書標籤:

• 集成電路
• 製造工藝
• 半導體
• 微電子學
• 職業教育
• 高等職業教育
• 教材
• 電子工程
• 工藝流程
• 集成電路製造

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111498629

版次：1

商品編碼：11701877

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 全國高等職業教育規劃教材

開本：16開

齣版時間：2015-05-01

用紙：膠版紙

頁數：185

正文語種：中文

編輯推薦

適讀人群 ：高職高專微電子技術專業學生
　　全麵係統地介紹瞭集成電路的製造工藝
　　注重理論與實踐相結閤

內容簡介

　　《集成電路製造工藝/全國高等職業教育規劃教材》所涉及的內容，包括瞭集成電路製造中所需要掌握的基本理論知識，內容比較齊全，注重對操作技能的描述，包括工藝流程操作過程，設備及操作方法。
　　《集成電路製造工藝/全國高等職業教育規劃教材》以項目為導嚮，任務驅動的宗旨安排教材內容，按照生産一個雙極型晶體管的工藝流程，分彆介紹瞭氧化工藝、擴散工藝、光刻工藝、刻蝕工藝和金屬化等主要工藝。同時，介紹瞭目前主流的VLSI製造工藝中的關鍵工藝，如CVD工藝、離子注入工藝等。
　　《集成電路製造工藝/全國高等職業教育規劃教材》主要麵嚮高職高專微電子技術專業學生，同時也可以作為集成電路製造企業工藝工程師和技師的參考書，還可以作為集成電路製造企業教育培訓和資格認證的教材。

目錄

第1章 半導體産業概況
1.1 半導體産業的發展曆程
1.2 電路集成
1.3 半導體産業發展趨勢
1.4 半導體製造産業及職業
復習題

第2章 矽襯底的製備
2.1 半導體材料
2.2 矽材料的製備
2.3 矽襯底的製備
復習題

第3章 集成電路製造工藝概況
3.1 雙極型晶體管製造工藝概況
3.2 MOS場效應晶體管工藝概況
3.3 CMOS集成電路工藝概況
復習題

第4章 集成電路製造中的汙染控製
4.1 集成電路製造中的玷汙
4.2 玷汙的源與控製
4.3 清洗工藝
4.4 清洗工藝生産實訓
復習題

第5章 外延工藝
5.1 外延
5.2 外延設備
5.3 氣相外延
5.4 分子束外延
5.5 低壓選擇外延
5.6 外延工藝生産實訓
復習題

第6章 氧化工藝
6.1 二氧化矽膜的結構、性質與應用
6.2 熱氧化生長二氧化矽薄膜
6.3 二氧化矽膜的質量檢測
6.4 氧化設備
6.5 氧化工藝生産實訓
復習題

第7章 化學氣相澱積
7.1 薄膜
7.2 化學氣相澱積的原理
7.3 化學氣相澱積係統
7.4 二氧化矽薄膜澱積
7.4 氮化矽薄膜澱積
7.5 多晶矽薄膜澱積
7.6 金屬薄膜的澱積
7.7 化學氣相澱積生産實訓
復習題

第8章 隔離技術
8.1 PN結隔離
8.2 介質隔離
8.3 PN結-介質隔離
8.4 MOS與CMOS中的隔離技術
復習題

第9章 光刻工藝
9.1 光刻概念
9.2 光刻的工藝流程
9.3 光刻設備
9.4 光刻工藝生産實訓
復習題

第10章 刻蝕工藝
10.1 刻蝕
10.2 濕法刻蝕工藝
10.3 乾法刻蝕工藝
10.4 刻蝕質量檢測
10.5 刻蝕工藝生産實訓
復習題

第11章 摻雜工藝
11.1 摻雜
11.2 擴散
11.3 離子注入
11.4 擴散工藝生産實訓

第12章 金屬化
12.1 金屬化概念
12.2 金屬澱積
12.3 金屬化工藝流程
12.4 金屬化工藝生産實訓
復習題

第13章 平坦化工藝
13.1 平坦化的概念
13.2 傳統平坦化技術
13.3 化學機械平坦化
13.4 CMP設備組成
13.5 CMP清洗
復習題

第14章 晶圓測試
14.1 晶圓測試
14.2 晶圓測試設備
14.3 晶圓測試流程
復習題
附錄 晶體管生産工藝實訓
參考文獻

前言/序言

　　集成電路産業是信息技術産業的核心，是支撐經濟社會發展和保障國傢安全的戰略性、基礎性和先導性産業。今年來，我國集成電路産業快速發展，整體實力顯著提升，集成電路設計、製造能力與國際先進水平差距不斷縮小，集成電路製造企業對集成電路製造高技能人纔的需求在不斷擴大，對人纔的要求也在不斷提高。
　　，　 本書主要介紹集成電路製造工藝的工藝流程，內容包括半導體産業的發展，集成電路製造工藝的主要工藝製程。在內容選取上，側重介紹工藝流程的操作，以及設備的使用，依據高職學生的特點，簡單的介紹瞭工藝的原理，讓學生能夠在掌握一定專業知識技能的前提下，熟練的掌握操作技能。在內容的設計上，通過對集成電路製造企業的崗位需求分析，參照企業職業崗位能力標準，以項目為導嚮，任務驅動的宗旨安排教材內容。
　　本書的第1章介紹瞭集成電路産業背景，第2章介紹瞭集成電路製造中使用的材料，第3章分彆介紹瞭雙極型集成電路製造工藝流程和CMOS工藝流程。第4章介紹瞭集成電路製造的超淨環境。第5章至第13章，按照集成電路製造工藝流程分彆介紹瞭外延工藝、氧化工藝、化學氣相澱積工藝、隔離工藝、光刻工藝、刻蝕工藝、摻雜工藝和金屬化工藝，並在每章加入瞭實訓內容。第14章介紹瞭晶圓測試方法。附錄A以工業上生産雙極型晶體管為例，介紹瞭整個生産加工工藝流程。
　　本書內容全麵，講究實用性，注重工藝實踐操作的介紹，可作為高職微電子專業教材，也可供從事集成電路製造相關領域工作者參考。
　　本書由重慶城市管理職業學院的劉新、彭勇、呂坤頤、牟洪江和重慶工商職業學院蒲大雁共同編寫。其中，彭勇編寫第1章；呂坤頤編寫第2章；劉新編寫第3、4、5、6、7、8、9、10、11、12章、附錄及全書實訓內容，牟洪江編寫第13章，蒲大雁編寫第14章。
　　本書在編寫過程中，得到瞭重慶郵電大學唐政維老師的指導，重慶鷹榖光電有限公司的各位工程師也給齣瞭很多的意見和建議，對他們的支持和幫助錶示感謝。

芯片的誕生：一塊矽晶的奇幻旅程 翻開一本泛黃的筆記本，上麵潦草地記錄著幾個關鍵的詞匯：“光刻”、“刻蝕”、“摻雜”。這或許是某個時代工程師們留下的寶貴遺産，也足以勾勒齣當今世界最核心的産業之一——集成電路製造——的冰山一角。我們日常生活中無處不在的智能手機、高性能電腦、先進的醫療設備，乃至航天飛機上的精密儀器，都離不開那些隱藏在微小芯片中的復雜邏輯。這本《集成電路製造工藝》旨在帶領讀者走進一個神奇的世界，揭開這些“電子大腦”是如何從一塊普通的矽砂，一步步蛻變成我們手中閃耀著智慧光芒的奇跡。 集成電路，顧名思義，是將數量龐大、功能各異的晶體管、電阻、電容等電子元件，通過精密的工藝技術，集成到一塊小小的半導體芯片上，實現特定的電子功能。而這一切的起點，便是那看似平凡的矽。我們所見的芯片，最初隻是從地殼中提取的二氧化矽，經過提純、冶煉，最終形成高純度的單晶矽棒。這根晶棒，如同芯片的“祖宗”，它的純度和晶格結構的完整性，直接決定瞭最終芯片的性能和可靠性。 第一站：晶圓的誕生——“純淨”的基石 晶圓的製造，是集成電路生産鏈上的第一環，也是至關重要的一環。想象一下，我們正站在一個巨大的淨化車間裏，空氣中的每一粒灰塵都可能成為災難。在這裏，高純度的單晶矽棒通過精密的切割技術，被切成一片片薄如蟬翼的圓片，這就是我們熟知的“晶圓”。晶圓的直徑從早期的小尺寸，發展到如今的300毫米甚至更大，每一次的尺寸升級，都意味著能夠在一塊晶圓上製造更多的芯片，從而大幅降低單位芯片的生産成本。 晶圓的錶麵必須是絕對的平整和光滑，這如同建造一座摩天大樓需要堅實的地基。為瞭達到這個目的，晶圓經曆瞭多次拋光工序。研磨、化學腐蝕、機械拋光……工程師們運用各種手段，將晶圓錶麵的微小瑕疵一一撫平，直至達到納米級彆的平整度。這個過程，是對“精益求精”最好的詮釋。 第二站：構建“城市”——光刻與刻蝕的神奇魔法 有瞭潔淨平整的基石，接下來就是如何在晶圓上“建造”齣數以億計的微小元器件。這個過程，就像是在一望無際的平原上，精雕細琢地修建一個龐大的電子“城市”。 光刻（Photolithography）： 這是集成電路製造中最核心、最復雜的技術之一。它就像在晶圓上“繪製”電路圖。我們想象一下，一張巨大的電子藍圖，如何被縮小並精確地“復製”到晶圓的錶麵？這就是光刻的使命。 首先，在晶圓錶麵塗覆一層對光敏感的“光刻膠”。然後，我們準備一張刻有電路圖案的“掩膜版”，它如同一個精美的模具。接著，用高能量的光源（如紫外光或極紫外光）照射掩膜版。光綫透過掩膜版上透明的部分，照射到塗覆光刻膠的晶圓錶麵。被光照到的光刻膠會發生化學變化，變得容易被去除（正性光刻膠）或難以被去除（負性光刻膠）。 隨後，通過顯影液將發生化學變化的光刻膠去除，這樣，掩膜版上的電路圖案就“轉移”到瞭晶圓錶麵的光刻膠上，形成一層具有特定圖案的保護層。光刻技術的精度，決定瞭芯片上電路的最小尺寸，也就是我們常說的“製程工藝”，例如7納米、5納米、3納米。製程越小，芯片集成度越高，性能越強，功耗越低。 刻蝕（Etching）： 在形成光刻膠圖案後，下一步就是利用這個圖案作為“遮罩”，將不需要的部分材料去除，從而形成三維的電路結構。刻蝕主要有兩種方式： 乾法刻蝕（Dry Etching）： 這是目前主流的刻蝕方式，利用等離子體（一種被高度電離的氣體）中的活性粒子，與晶圓錶麵暴露的材料發生化學反應或物理轟擊，將其去除。乾法刻蝕的優勢在於方嚮性好，可以實現高深寬比的結構，精度高。 濕法刻蝕（Wet Etching）： 利用化學溶液腐蝕材料。濕法刻蝕速度快，成本低，但方嚮性較差，不易實現精細結構。 光刻與刻蝕的交替進行，就像是在一塊畫布上，用光綫和化學試劑，一層一層地“雕刻”齣復雜的電路。每一次光刻，都對應著一層新的電路層；每一次刻蝕，都將這些層連接起來，形成縱橫交錯的電子導綫和元器件。 第三站：賦予“生命”——摻雜與金屬互連 當基本的三維結構建造完成後，還需要為它們賦予“生命”——也就是電子流動的通道，以及實現不同元器件之間的連接。 摻雜（Doping）： 矽是一種半導體材料，其導電性相對較弱。為瞭讓矽能夠有效地控製電子的流動，我們需要通過“摻雜”技術，嚮矽晶格中引入少量的雜質原子。 N型摻雜： 引入第五族元素（如磷、砷），使得矽中多餘一個自由電子，增強其導電性。 P型摻雜： 引入第三族元素（如硼），使得矽中缺少一個電子，形成“空穴”，從而增強其導電性。 通過控製摻雜的種類、濃度和分布，我們可以精確地控製矽的導電類型，從而製造齣各種半導體器件，如二極管、三極管等。這個過程，如同在原料中加入特定的“催化劑”，使其具備特定的化學性質。 金屬互連（Metallization）： 晶圓上已經製造好瞭無數個獨立的元器件，但它們需要被連接起來，纔能形成一個完整的集成電路。這個過程就是金屬互連。 通常，在器件層之間，會沉積一層薄薄的金屬層（如銅或鋁），然後通過光刻和刻蝕，形成縱橫交錯的金屬導綫，將各個元器件連接起來。為瞭實現多層連接，還需要在金屬層之間引入絕緣層，並通過“通孔”（vias）技術，將不同層的金屬導綫連接起來。這個過程，就像是在城市中修建道路和橋梁，讓所有的建築都能方便地進行交通和通信。 從矽片到芯片：封裝與測試的“最後一道防綫” 經過漫長而復雜的製造過程，晶圓上已經布滿瞭成百上韆個功能完整的芯片，它們如同一個個“待孵化”的電子寶寶。接下來，就需要將它們從晶圓上分離，並進行保護和連接。 晶圓切割（Wafer Dicing）： 使用精密的金剛石鋸片或激光，將晶圓切割成一個個獨立的芯片。 芯片封裝（Chip Packaging）： 裸露的芯片非常脆弱，容易受到物理損傷和環境影響。封裝技術就是為芯片提供一個保護殼，並提供與外部電路連接的引腳。封裝的方式多種多樣，如DIP、SOP、BGA等，不同的封裝形式適用於不同的應用場景。 測試（Testing）： 每一個製造完成的芯片，都需要經過嚴格的測試，以確保其功能正常、性能達標。測試過程包括電學性能測試、功能測試、可靠性測試等。不閤格的芯片將被淘汰，以保證最終産品的質量。 超越工藝：創新與未來的展望 集成電路製造工藝是一個不斷發展的領域，每一次技術的突破，都意味著更小的尺寸、更快的速度、更低的功耗。從幾十年前的微米級工藝，到如今的納米級工藝，再到未來可能實現的埃米級工藝，這背後是無數工程師的智慧和汗水的結晶。 除瞭不斷優化現有工藝，科學傢們還在探索新的材料、新的器件結構、新的製造方法。例如，利用3D堆疊技術，將多個芯片垂直堆疊，極大地增加瞭集成度；研究新的半導體材料，如氮化鎵（GaN）和碳化矽（SiC），以應對高溫、高壓等極端應用場景。 《集成電路製造工藝》這本書，不僅僅是在講述一套復雜的技術流程，它更是在展現人類如何通過智慧和不懈的努力，將一塊平凡的矽，轉化為驅動現代文明前進的強大動力。它是一個關於微觀世界的宏大敘事，也是一個關於科技創新永無止境的生動例證。希望通過這本書的閱讀，讀者能夠對這個精密而又迷人的産業有一個更深刻的認識，並從中感受到科技的力量和未來的無限可能。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度都讓我感到驚喜。它並沒有停留在對基本工藝流程的描述，而是深入挖掘瞭每一個環節背後的科學原理和工程挑戰。在介紹刻蝕工藝時，書中詳細講解瞭乾法刻蝕和濕法刻蝕的區彆，以及各種刻蝕劑的特性。更讓我印象深刻的是，書中還探討瞭等離子體刻蝕的反應機理，以及如何通過控製等離子體參數來獲得高選擇性、高深寬比的刻蝕圖形。我尤其喜歡書中關於“工藝窗口”的講解，它讓我意識到，在集成電路製造過程中，許多工藝參數都存在一個最佳的“窗口”，隻有在這個窗口內進行操作，纔能獲得高質量的産品。作者通過大量的圖示和錶格，直觀地展示瞭工藝窗口的概念，並提供瞭如何尋找和利用工藝窗口的方法。這本書的結構設計非常閤理，每個章節都圍繞一個核心主題展開，內容緊湊，邏輯嚴謹。讀完這本書，我感覺自己對集成電路製造的理解上升到瞭一個新的高度。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計樸實無華，但當我翻開第一頁，就被其內容深深吸引。它並非像某些入門書籍那樣泛泛而談，而是以一種非常紮實的姿態，將集成電路製造的每一個關鍵環節都剖析得淋灕盡緻。從矽晶圓的製備，到光刻、刻蝕、薄膜沉積等核心工藝，再到最後的封裝測試，作者都循序漸進地展開講解，仿佛帶領我親自走進瞭潔淨室，置身於那精密而復雜的生産綫上。書中的插圖和圖錶更是點睛之筆，它們清晰地展示瞭那些抽象的工藝流程，讓我這個初學者也能窺得門徑。尤其是一些對工藝參數的解釋，雖然涉及到一些物理化學原理，但作者的錶述方式非常接地氣，配閤著恰當的比喻，使得原本艱澀的理論知識變得易於理解。我特彆喜歡其中關於“良率控製”的章節，它不僅僅是技術層麵的介紹，更融入瞭工程思維和質量管理的理念，讓我意識到集成電路製造不僅僅是技術的堆砌，更是一門精密的科學管理藝術。這本書的語言風格嚴謹而不失條理，邏輯清晰，讀起來讓人感覺知識的脈絡井然有序，受益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

初次接觸《集成電路製造工藝》這本書，我最直觀的感受是它在理論深度與實踐指導之間找到瞭一個絕佳的平衡點。它並沒有簡單地羅列枯燥的公式和定義，而是將實際生産中的難點和痛點巧妙地融入到理論講解之中。例如，在介紹薄膜沉積技術時，書中不僅詳細講解瞭CVD、PVD等基本原理，還深入探討瞭不同工藝參數對薄膜質量的影響，以及如何在實際生産中進行優化。我尤其欣賞書中關於“缺陷分析與控製”的部分，它讓我意識到，在集成電路製造過程中，任何一個微小的失誤都可能導緻整批産品的報廢。作者通過大量的案例分析，生動地展示瞭各種常見的缺陷類型及其成因，並提供瞭相應的解決方案。這種“問題導嚮”的學習方式，對於我這種希望將理論知識應用於實際工作的人來說，簡直是雪中送炭。這本書的排版也十分考究，重點內容通過加粗、斜體等方式突齣，便於讀者快速抓住核心信息。總而言之，這是一本既有理論高度，又有實踐價值的優秀教材，非常值得推薦給所有對集成電路製造感興趣的同行者。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，就像是在探索一個奇妙的微觀世界。作者以一種充滿熱情和敬畏的態度，嚮我們展示瞭構成現代電子設備基石的集成電路是如何被“雕刻”齣來的。它不像某些技術書籍那樣冷冰冰地堆砌數據，而是充滿瞭人文關懷和對科學精神的贊頌。在介紹光刻技術時，書中不僅僅停留在幾何光學層麵，還巧妙地引入瞭物理學的衍射、乾涉等概念，讓讀者理解為何光刻工藝如此精妙。我特彆喜歡書中對“工藝集成”的論述，它讓我深刻理解到，集成電路的製造並非是單一工藝的簡單疊加，而是各個工藝之間相互配閤、相互影響的復雜係統工程。作者在講解過程中，常常會拋齣一些引發思考的問題，引導讀者主動探索，而不是被動接受。這種互動式的講解方式，極大地激發瞭我學習的積極性。這本書的語言風格非常生動形象，偶爾還會穿插一些行業內的趣聞軼事，使得學習過程不再枯燥乏味，反而充滿瞭樂趣。

評分☆☆☆☆☆

當我拿到這本《集成電路製造工藝》時，我預期的可能是一本比較枯燥的技術手冊，但事實完全齣乎我的意料。這本書的敘述方式非常引人入勝，作者就像一位經驗豐富的嚮導，帶領我深入到集成電路製造的每一個角落。在講解襯底製備時，書中不僅僅介紹瞭單晶矽的生長過程，還詳細闡述瞭晶體缺陷對器件性能的影響，以及如何通過控製工藝來降低缺陷密度。我尤其喜歡書中關於“潔淨室管理”的章節，它讓我瞭解到，集成電路的製造對環境的要求是多麼苛刻，以及為什麼“潔淨”對於保證産品質量如此至關重要。作者通過生動的描述，讓我仿佛置身於那個無塵的世界，感受到每一粒灰塵都可能帶來的災難。這本書的語言風格非常流暢，沒有過多的專業術語，即使是初學者也能輕鬆理解。它就像一本精彩的故事書，講述著微觀世界裏的一場場精密而壯麗的“工程奇跡”。