微电子制造科学原理与工程技术（第四版） 71-642

图书标准信息

• 作者 [美]Stephen A. Campbell（斯蒂芬 · A. 坎贝尔）
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2022-12
• 版次 1
• ISBN 9787121447464
• 定价 159.00元
• 装帧 其他
• 页数 608页

【内容简介】

本书对微纳制造技术的各个领域都给出了一个全面透彻的介绍，覆盖了集成电路制造所涉及的所有基本单项工艺，包括光刻、等离子体和反应离子刻蚀、离子注入、扩散、氧化、蒸发、气相外延生长、溅射和化学气相淀积等。对每一种单项工艺，不仅介绍了它的物理和化学原理，还描述了用于集成电路制造的工艺设备。本书新增了制作纳米集成电路及其他半导体器件所需的各种基本单项工艺，还介绍了22 nm 的FinFET 器件、氮化镓LED 及薄膜太阳能电池、新型微流体器件的制造工艺流程。

【作者简介】

Stephen A. Campbell，美国明尼苏达大学电子与计算机工程系的教授，同时兼任该校纳米制造中心和纳米结构应用中心的主任。无论是在学术界还是在工业界，他在微电子工艺制造领域都有着较高的知名度和广泛的经验。

许军， 清华大学微电子学研究所研究员、博士生导师，参与并负责了多项重点科研项目的研究工作，包括国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金国际合作项目、国家高技术研究发展计划（863）项目、国家重点基础研究发展计划（973）项目、国家科技重大专项等，目前主要从事半导体器件与集成电路领域的教学与科研工作，同时还承担了“半导体器件电子学”及“半导体器件物理进展”等专业核心课程的教学工作。

【目录】

目    录

第1篇  综述与题材

第1章  微电子制造引论2

1.1  微电子工艺：一个简单的实例3

1.2  单项工艺与工艺技术5

1.3  本课程指南7

1.4  小结7

第2章  半导体衬底8

2.1  相图与固溶度°8

2.2  结晶学与晶体结构°12

2.3  晶体缺陷13

2.4  直拉法(Czochralski法)单晶生长19

2.5  Bridgman法生长GaAs26

2.6  悬浮区熔法及其他单晶生长方法27

2.7  晶圆片制备及其规格29

2.8  小结与未来发展趋势30

习题31

参考文献32

第2篇  单项工艺I：热处理与离子注入

第3章  扩散36

3.1  一维费克扩散方程36

3.2  扩散的原子模型37

3.3  费克定律的解析解42

3.4  常见杂质的扩散系数45

3.5  扩散分布的分析48

3.6  SiO2中的扩散54

3.7  扩散分布的数值模拟56

3.8  小结60

习题60

参考文献62

第4章  热氧化65

4.1  迪尔-格罗夫氧化模型65

4.2  线性与抛物线速率系数67

4.3  初始阶段的氧化71

4.4  SiO2的结构73

4.5  氧化层的特性74

4.6  硅衬底及多晶硅氧化过程中掺杂剂的影响80

4.7  硅的氮氧化物83

4.8  其他可选的栅绝缘层+84

4.9  氧化系统86

4.10 氧化工艺的数值模拟+88

4.11 小结90

习题90

参考文献93

第5章  离子注入97

5.1  理想化的离子注入系统97

5.2  库仑散射°103

5.3  垂直投影射程103

5.4  沟道效应与横向投影射程109

5.5  注入损伤110

5.6  浅结的形成+114

5.7  埋层介质+116

5.8  离子注入系统的问题和关注点118

5.9  注入分布的数值模拟+119

5.10 小结121

习题121

参考文献123

第6章  快速热处理127

6.1  灰体辐射、热交换与光吸收128

6.2  高强度光源与反应腔设计130

6.3  温度的测量133

6.4  热塑应力°136

6.5  杂质的快速热激活138

6.6  介质的快速热处理140

6.7  金属硅化物与接触的形成141

6.8  其他可选的快速热处理系统143

6.9  小结144

习题144

参考文献145

第3篇  单项工艺2：图形转移

第7章  光学光刻152

7.1  光学光刻概述152

7.2  衍射°156

7.3  调制传输函数与光学曝光158

7.4  光源系统与空间相干性161

7.5  接触式与接近式光刻机166

7.6  投影式光刻机168

7.7  先进掩模概念+175

7.8  表面反射与驻波178

7.9  对准179

7.10 小结180

习题181

参考文献182

第8章  光刻胶185

8.1  光刻胶类型185

8.2  有机材料与聚合物185

8.3  DQN正性光刻胶的典型反应187

8.4  对比度曲线189

8.5  临界调制传输函数192

8.6  光刻胶的涂敷与显影192

8.7  二阶曝光效应197

8.8  先进的光刻胶与光刻胶工艺+200

8.9  小结203

习题204

参考文献206

第9章  非光学光刻技术+209

9.1  高能射线与物质之间的相互作用°209

9.2  直写电子束光刻系统212

9.3  直写电子束光刻：总结与展望218

9.4  X射线与EUV光源°219

9.5  接近式X射线系统221

9.6  接近式X射线光刻的薄膜型掩模版223

9.7  EUV光刻225

9.8  投影式电子束光刻(SCALPEL)226

9.9  电子束与X射线光刻胶228

9.10  MOS器件中的辐射损伤230

9.11 软光刻与纳米压印光刻232

9.12 小结235

习题235

参考文献236

第10章  真空科学与等离子体241

10.1  气体动力学理论241

10.2  气体的流动及其传导率244

10.3  压力范围与真空泵246

10.4  真空密封与压力测量252

10.5  直流辉光放电°253

10.6  射频放电255

10.7  高密度等离子体257

10.8  小结260

习题260

参考文献262

第11章  刻蚀264

11.1  湿法刻蚀265

11.2  化学机械抛光270

11.3  等离子体刻蚀的基本分类272

11.4  高压等离子体刻蚀273

11.5  离子铣280

11.6  反应性离子刻蚀283

11.7  反应性离子刻蚀中的损伤+287

11.8  高密度等离子体(HDP)刻蚀289

11.9  剥离技术290

11.10 小结292

习题292

参考文献293

第4篇  单项工艺3：薄膜

第12章  物理淀积：蒸发和溅射302

12.1  相图：升华和蒸发302

12.2  淀积速率303

12.3  台阶覆盖307

12.4  蒸发系统：坩锅加热技术309

12.5  多组分薄膜311

12.6  溅射简介312

12.7  溅射物理313

12.8  淀积速率：溅射产额314

12.9  高密度等离子体溅射316

12.10 形貌和台阶覆盖318

12.11 溅射方法321

12.12 特殊材料的溅射323

12.13 淀积薄膜内的应力325

12.14 小结326

习题327

参考文献328

第13章  化学气相淀积332

13.1  一种用于硅淀积的简单CVD系统332

13.2  化学平衡与质量作用定律333

13.3  气体流动与边界层337

13.4  简单CVD系统的评价340

13.5  介质的常压CVD341

13.6  介质与半导体在热壁系统中的低压CVD343

13.7  介质的等离子体增强化学气相淀积348

13.8  金属的CVD+351

13.9  原子层淀积354

13.10 电镀铜356

13.11 小结358

习题359

参考文献360

第14章  外延生长365

14.1  晶圆片清洗和自然氧化层去除366

14.2  气相外延生长的热动力学369

14.3  表面反应372

14.4  掺杂剂的引入374

14.5  外延生长缺陷375

14.6  选择性生长+376

14.7  卤化物输运GaAs气相外延377

14.8  不共度和应变异质外延378

14.9  金属有机物化学气相淀积(MOCVD)381

14.10 先进的硅气相外延生长技术386

14.11 分子束外延技术388

14.12  BCF理论+392

14.13 气态源MBE与化学束外延+396

14.14 小结397

习题397

参考文献398

第5篇  工 艺 集 成

第15章  器件隔离、接触与金属化407

15.1  PN结隔离与氧化物隔离407

15.2  硅的局部氧化(LOCOS)技术410

15.3  沟槽隔离412

15.4  绝缘层上硅隔离技术415

15.5  半绝缘衬底416

15.6  肖特基接触418

15.7  注入形成的欧姆接触422

15.8  合金接触425

15.9  多层金属化426

15.10 平坦化与先进的互连工艺431

15.11 小结436

习题437

参考文献438

第16章  CMOS工艺技术443

16.1  基本的长沟道器件特性443

16.2  早期的MOS工艺技术445

16.3  基本的3 ?m工艺技术446

16.4  器件的等比例缩小450

16.5  热载流子效应与漏工程458

16.6  闩锁效应461

16.7  浅源/漏与特定沟道掺杂463

16.8  通用曲线与先进CMOS工艺465

16.9  一个纳米尺度CMOS工艺467

16.10 非平面CMOS469

16.11 小结471

习题471

参考文献474

第17章  其他类型晶体管的工艺技术480

17.1  基本的MESFET工作原理480

17.2  基本的MESFET工艺技术481

17.3  数字电路工艺技术482

17.4  单片微波集成电路工艺486

17.5  调制掺杂场效应晶体管(MODFETs)489

17.6  双极型器件回顾：理想与准理想特性491

17.7  双极型晶体管的性能492

17.8  早期的双极型工艺技术495

17.9  先进的双极型工艺技术498

17.10 双极-CMOS兼容工艺技术(BiCMOS)505

17.11 薄膜晶体管508

17.12 小结511

习题511

参考文献515

第18章  光电子与光伏器件工艺技术520

18.1  光电子器件概述520

18.2  直接带隙的无机材料发光二极管522

18.3  聚合物/有机发光二极管526

18.4  激光器528

18.5  光伏器件概述529

18.6  硅基光伏器件制造技术531

18.7  其他光伏器件制造技术533

18.8  小结535

参考文献536

第19章  微机电系统539

19.1  力学基础知识540

19.2  薄膜中的应力542

19.3  机械量到电量的变换543

19.4  常见MEMS器件力学性质546

19.5  体微机械制造中的刻蚀技术549

19.6  体微机械工艺流程556

19.7  表面微机械制造基础559

19.8  表面微机械工艺流程562

19.9  MEMS执行器565

19.10 大深宽比的微系统技术(HARMST)568

19.11 微流控器件570

19.12 小结574

习题575

参考文献576

附录I  缩写词与常用符号581

附录II  部分半导体材料的性质588

附录III  物理常数589

附录IV  单位转换因子590

附录V  误差函数的一些性质593