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李惠军著 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302370321

商品编码：29692582087

包装：平装

出版时间：2014-09-01

基本信息

书名:集成电路制造技术教程

：39.00元

售价：28.5元,便宜10.5元,折扣73

作者:李惠军著

出版社：清华大学出版社

出版日期：2014-09-01

ISBN：9787302370321

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

内容提要

李惠军编著的这本《集成电路制造技术教程》本 着深入浅出、通俗易懂、内容全面、操作性强等编写 原则，简化了不少理论性的推导及内容， 使得本书接近于一本较为实用的工具书特征，既符合 本科院校的系统化教学需要，又适用于高等高职高专 类院校的可操作性要求，也可用于半导体器件及集成 电路芯片晶圆制造企业的技术培训。
本课程教学内容讲授现代集成电路制造基础工艺 ，重点阐述核心及关键制造工艺的基本原理。教学 内容共分为15章。前9章以常规平面工艺为主要教学 内容，包括：集成制造技术基础；硅材料及衬 备；外延生长工艺原理；氧化介质薄膜生长；半导体 的高温掺杂；离子注入低温掺杂；薄膜气相淀积工 艺；图形光刻工艺原理；掩膜制备工艺原理等章节。
后6章包括：超大规模集成工艺；集成结构测试图 形；电路管芯键合封装；工艺过程理化分析；管芯失 效及可靠性；芯片产业质量管理等教学内容。
本书内容丰富、文字简练、图文并茂、结合实际 ，较为详尽地阐述了当代集成电路制造领域的核心知 识 点。本课程教学安排为三学分（48学时）为宜，任课 教师可根据本校的教学大纲设置适当取舍教学内容， 统 筹教学学时的安排。

目录

作者介绍

李惠军，山东日照人。1952年生于济南。1975年毕业于南京邮电学院一系半导体器件专业。现为山东大学信息科学与工程学院教授、硕士研究生导师，兼任山东大学孟完微电子研发中心主任。中国电子学会《CIE）高级会员，信息产业部《微纳电子技术》特邀编委。 主要教学与科研方向超大规模集成电路制造工艺技术的研究；超大规模专用集成电路（ASIC）的一体化设计研究：超大规模集成电路SOC（片上系统）芯片的下CAD一体化设计、仿真与优化研究深亚微米，超深亚微米及纳米集成化器件ICCAD工艺级与器件物理级可制造性设计领域的硕究。 近年来，承担并完成了三项省、部级科研与教学立项。曾获山东省科学技术进步二等奖一项，山东省省教委科技进步一等奖一项，山东省省级教学成果一等奖一项。山东省省级教学成果二等奖一项{均为首位）。 近五年来，独立编著、主编著作四部：1《计算机辅助设计在微电子技术领域中的应用》ISBN7—5636—1365—x（独立编著），石油大学出版社；2《集成电路制造技术》ISBN7—90033—29—x（主编），山东省出版总社；3《集成电路工艺设计仿真与教学平台》ISBN7—900313—99—O（主编），山东电子音像出版社；4《现代集成电路制造技术一原理与实践》多媒体．交互式、立体化教程ISBN47—89496—924—9（主编），电子工业出版社。近十年，发表学术论文七十余篇。

文摘

序言

《芯片的脉络：从硅晶到精密器件的奇迹之旅》 在当今数字化的浪潮中，几乎所有的电子设备都依赖于一颗颗微小而强大的“大脑”——集成电路。它们渗透在生活的方方面面，从智能手机的便捷交互，到汽车导航的精准指引，再到医疗设备的关键诊断，乃至航空航天的宏伟探索，集成电路无处不在，默默支撑着现代社会的运转。然而，这看似寻常的微小芯片，其背后却蕴藏着一段漫长、复杂且精密的制造史诗。本书《芯片的脉络》将带您深入探寻集成电路从最初的原材料——纯净的硅晶，到最终形态——功能各异的精密器件，这一令人惊叹的转化过程。 本书并非直接讲解集成电路的制造工艺流程，而是致力于描绘集成电路产业的宏观图景，并从更广阔的视角揭示其发展脉络、技术挑战、产业生态以及对人类社会产生的深远影响。我们将目光投向那些塑造了半导体世界格局的关键性技术突破，那些推动着摩尔定律不断前进的创新思维，以及那些塑造了全球产业链协同与竞争的商业力量。 第一部分：孕育奇迹的源头——硅晶的奥秘与提炼 集成电路的基石是硅，一种在自然界广泛存在的元素。然而，用于制造芯片的硅，并非随处可见的沙子。本书将首先深入探讨电子级高纯硅的提炼过程。我们将追溯从石英砂到冶金级硅，再到化学纯化，最终获得具有九个九（9N）以上纯度的多晶硅的过程。这个过程涉及复杂的化学反应、精密的物理分离技术，以及对杂质控制的极致追求。您将了解到，即便极其微量的杂质，也足以让数以亿计的晶体管失效，因此，每一步的提炼都至关重要。 随后，本书将介绍如何将这些高纯多晶硅熔炼并生长成巨大的单晶硅棒。这一过程，即直拉法（Czochralski method）或区熔法（Float-zone method），是获得具有完美晶格结构的硅晶体的关键。我们将详细解析晶体生长过程中对温度、气氛、拉速等参数的精确控制，以及如何避免位错等缺陷的产生。最终，这些巨大的硅棒将被切割成薄如蝉翼的硅晶圆（wafer），它们就是承载未来电路的画布。 第二部分：绘制微观世界的蓝图——光刻技术的演进与挑战 集成电路的制造核心在于将设计好的电路图形“绘制”到硅晶圆上。而光刻（lithography）技术，则是实现这一微观世界蓝图绘制的关键。本书将深入剖析光刻技术的发展历程，从早期的接触式光刻，到投影光刻，再到当今最尖端的深紫外（DUV）光刻和极紫外（EUV）光刻。 我们将重点介绍光刻技术的原理，包括光源的选择（如汞灯、准分子激光、EUV光源）、掩模版（mask/reticle）的制作、投影物镜的设计以及光刻胶（photoresist）材料的化学特性。您将了解到，随着芯片集成度的不断提高，特征尺寸不断缩小，光刻技术面临着前所未有的挑战，例如衍射效应、瑞利准则的限制等。本书将探讨各种先进光刻技术，如多重曝光、计算光刻（computational lithography）、先进掩模版技术（如相移掩模版OPC）等，是如何克服这些挑战，实现纳米级甚至亚纳米级图形的精确定位的。 第三部分：塑形电路的鬼斧神工——蚀刻与薄膜沉积的艺术 光刻技术决定了图形的“绘制”，而蚀刻（etching）技术则负责将这些图形“雕刻”到硅晶圆上，移除不需要的部分，形成电路的沟槽和层级。本书将详细介绍干法蚀刻（dry etching）和湿法蚀刻（wet etching）的原理与应用。我们将重点关注等离子体蚀刻（plasma etching）技术，它以其高方向性、高选择性和高精度而成为现代芯片制造的主流。您将了解到，不同的蚀刻气体、等离子体特性以及反应腔设计，都会对蚀刻的图形形状、侧壁形貌以及材料去除效率产生显著影响。 与此同时，薄膜沉积（thin-film deposition）技术是为芯片构建层叠结构的关键。本书将介绍多种重要的薄膜沉积方法，包括化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）、原子层沉积（ALD）等。您将了解到，这些技术如何将各种导电材料（如铝、铜）、绝缘材料（如二氧化硅、氮化硅）和半导体材料（如多晶硅）以极高的精度和均匀性沉积在硅晶圆表面，从而构建出复杂的三维电路结构。我们将探讨不同沉积技术的优缺点，以及它们在特定工艺步骤中的应用。 第四部分：连接世界的脉络——互连技术与金属化 在一个完整的集成电路中，成千上万甚至数十亿个晶体管需要通过复杂的金属导线相互连接，才能实现信息的高效传输和处理。本书将深入探讨集成电路中的互连技术（interconnect technology），这是芯片性能和功耗的关键瓶颈之一。 我们将追溯互连技术的发展，从早期的铝互连，到如今广泛应用的铜互连。您将了解到，铜互连技术为何能够取代铝，以及铜互连在化学机械抛光（CMP）和阻挡层/扩散阻挡层（barrier/liner）技术方面的挑战与创新。本书还将介绍先进的多层金属互连结构，以及如何通过介电层（dielectric layer）的材料选择、镶嵌式（damascene）工艺等技术，实现高密度、低寄生效应的互连网络。此外，我们还将触及三维集成（3D integration）等新兴互连技术，它们为突破平面集成电路的性能极限提供了新的可能。 第五部分：品质的守护者——测试、封装与可靠性 集成电路制造的最后环节，是确保其功能正常、性能达标以及长期可靠。本书将聚焦于集成电路的测试（testing）、封装（packaging）以及可靠性（reliability）技术。 在芯片制造的各个阶段，都会进行严格的测试，以识别和剔除不合格的晶圆和芯片。我们将介绍晶圆测试（wafer sort）和最终测试（final test）的方法，包括电气参数测试、功能测试以及故障诊断技术。 封装是将裸露的芯片保护起来，并与外部电路进行电气连接的关键步骤。本书将介绍多种封装形式，从传统的引线框架封装（leadframe package），到现代的球栅阵列封装（BGA）、芯片级封装（CSP）以及更先进的倒装芯片（flip-chip）和扇出型晶圆级封装（FOWLP）等。您将了解到，封装技术不仅关乎芯片的物理保护，还对芯片的散热、信号完整性和整体性能产生重要影响。 最后，本书将探讨集成电路的可靠性问题。我们将分析芯片在长期使用过程中可能遇到的各种失效机制，如电迁移（electromigration）、热应力（thermal stress）、隧道效应（tunneling effect）等。我们将介绍为提高芯片可靠性所采取的设计和制造上的考量，以及相关的可靠性测试方法。 结语：驱动未来的力量 《芯片的脉络》旨在为您呈现一幅关于集成电路制造背后所蕴含的深厚科学、精密工程和前沿技术的全景图。本书回避了纯粹的技术参数和工艺流程的枯燥罗列，而是侧重于揭示每一项关键技术所要解决的科学原理、所面临的挑战以及其背后驱动的创新力量。通过了解这些，读者将能更深刻地理解，正是这些看似微不足道的“脉络”，汇聚成了驱动我们现代社会前进的强大动力。它不仅关乎技术，更关乎人类智慧的结晶，以及我们对未来世界的无限想象。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和排版确实让人眼前一亮，封面设计简洁却不失专业感，内页纸张的质感也很好，阅读体验很舒心。我个人非常看重一本技术书籍的易读性，而这本《集成电路制造技术教程》在这方面做得相当出色。它没有一上来就抛出那些晦涩难懂的专业术语，而是循序渐进地引导读者进入微观世界的奇妙旅程。比如，在介绍光刻工艺时，作者用了很多生动的比喻，将复杂的衍射和曝光原理解释得通俗易懂，即便是初次接触这个领域的学生，也能很快抓住核心概念。书中的插图和流程图绘制得极其精美且准确，很多关键步骤的剖面图，细节清晰到令人赞叹，这比单纯的文字描述要有效得多。而且，每章节末尾都附带了“思考与实践”环节，这不仅仅是简单的知识回顾，更像是邀请读者参与到工程师的思维模式中去，去思考“为什么是这样设计？”而不是仅仅记住“它是什么”。这种注重理解而非死记硬背的教学方式，大大提升了我的学习兴趣和效率。总体来说，它成功地将一个高深莫测的领域，打磨成了一本既严谨又平易近人的学习指南，非常适合作为教材或入门自学读物。

评分☆☆☆☆☆

我最近在尝试对半导体制造流程进行一次全面的梳理和系统性的知识更新，手里翻阅了好几本行业内的参考书，但坦白说，很多书要么过于侧重理论推导，让实践经验匮乏的我感到头疼，要么就是内容过于陈旧，跟不上当前12英寸晶圆和极紫外光刻（EUV）的最新进展。然而，阅读这本《集成电路制造技术教程》的过程，完全打破了我的这种预期。它在理论深度上保持了足够的严谨性，例如在薄膜沉积的化学气相反应（CVD）部分，对反应动力学和等离子体特性的讨论，展示了作者深厚的学术功底。但更让我惊喜的是，它紧密结合了实际的工厂环境和最新的设备技术。它没有停留在上世纪的铝互连时代，而是详尽地探讨了铜互连技术的挑战、大马士革工艺的细节，以及先进封装技术（如2.5D/3D集成）的制造难点。这种“理论指导实践，实践反哺理论”的编撰思路，使得整本书读起来脉络清晰，充满了现实的参考价值。它不仅仅是知识的堆砌，更像是一份充满洞察力的行业观察报告，让人能站在更高的维度去理解每一个制造步骤背后的工程权衡。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，作为一名经验丰富的工艺工程师，我对新教材的“水份”向来保持高度警惕。很多号称“全面”的教程，读起来往往发现重点不突出，对真正决定良率和成本的关键瓶颈描述得含糊其辞。但是，这本书在处理“缺陷控制”这一核心环节时，展现出了极高的专业水准。缺陷工程师都知道，良率是制造的生命线，而这本书在离子注入、刻蚀残留物清除、以及CMP（化学机械抛光）后的表面清洁这几个最容易产生隐患的工序上，投入了大量的篇幅进行深入剖析。它不仅列举了常见的缺陷类型，比如残留物、划痕、颗粒物，还详细描述了背后的物理化学成因，并且提供了多种检测手段的原理概述，比如原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）在缺陷分析中的不同侧重。这种层层递进的分析结构，远远超出了传统教科书停留在“是什么”的层面，它真正触及了“为什么会发生”以及“如何系统性地预防”。读完相关章节，我感觉自己对晶圆厂中无形战场的理解又深入了一层，极大地巩固了我的工艺排查思路。

评分☆☆☆☆☆

我之前尝试通过一些在线课程和零散的文档来学习半导体制造，结果就是碎片化严重，知识点之间缺乏必要的逻辑桥梁，每次遇到新的概念都感觉像是在空中楼阁上搭建支撑。这本书最大的价值，恰恰在于它构建了一个极为稳固和连贯的知识体系框架。它并非简单地将“光刻”、“刻蚀”、“薄膜”等模块割裂开来，而是巧妙地将它们编织成一个连续的、相互依赖的流程。例如，在讨论高深宽比（HARC）结构刻蚀时，它会自然地回溯到前道光刻的临界尺寸（CD）控制问题，以及后续CMP对侧壁粗糙度的要求，这种跨工序的联动性分析，真正体现了现代集成电路制造是一个高度耦合的复杂系统。作者在处理这种复杂性时，保持了一种令人佩服的条理性，他总能找到最恰当的切入点，把原本横跨多个物理领域的知识点，用一条清晰的主线串联起来，让读者能够构建起全局观。这种系统性的思维训练，比单纯掌握单个工艺技术点要宝贵得多。

评分☆☆☆☆☆

这本书的参考文献和扩展阅读部分的质量，也是我极为看重的一点。一本好的技术书籍，应该是一扇通往更广阔知识海洋的门，而不是终点。翻阅目录和附录，我惊喜地发现作者引用了大量近五年内的顶级期刊论文、IEDM和VLSI Symposium的会议报告，以及行业标准文档。这表明作者在撰写过程中，绝非是简单地复述已有的教科书内容，而是真正站在了当前技术前沿进行总结和提炼。更贴心的是，对于一些涉及前沿材料（如新型高k/金属栅极）或突破性概念（如量子点TSV集成）的部分，作者不仅进行了简要介绍，还明确指出了哪些是当前研究的热点和难点，并推荐了相应的深入阅读方向。这对于像我这样希望将所学知识转化为前沿研发动力的人来说，提供了清晰的下一步行动指南。它成功地在“基础教育”和“前沿探索”之间找到了完美的平衡点，让这本书的生命周期远超一般的教材范畴。