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第一篇 半导体材料与衬底3

第1章 半导体的性质3

1.1半导体的概述3

1.1.1半导体的基本性质3

1.1.2半导体的发展应用4

1.2半导体的晶体结构和分类7

1.2.1半导体的晶体结构7

1.2.2半导体的分类11

1.3半导体的缺陷12

1.3.1点缺陷13

1.3.2线缺陷14

1.3.3面缺陷15

1.3.4体缺陷16

1.4半导体的电子状态和能带16

1.4.1原子能级和晶体能带16

1.4.2晶体的能带结构18

1.5半导体的导电机制19

1.6半导体的杂质能级20

1.6.1施主杂质和施主能级20

1.6.2受主杂质和受主能级21

1.7半导体的缺陷能级22

1.7.1点缺陷能级22

1.7.2线缺陷能级25

习题26

参考文献26

第2章 硅和硅片的制备27

2.1硅源的合成27

2.1.1硅的初级加工27

2.1.2硅的中间产物28

2.2多晶硅的提纯与制备32

2.2.1多晶硅的提纯32

2.2.2多晶硅的制备32

2.3单晶硅的生长35

2.3.1晶体的掺杂35

2.3.2直拉法37

2.3.3区熔法39

2.3.4其他的制备方法41

2.4硅片的加工42

2.5硅片的清洗47

2.5.1硅片的干法清洗47

2.5.2硅片的湿法清洗48

2.5.3新型清洗技术50

2.6硅片的检验与包装52

2.6.1硅片的检验52

2.6.2硅片的包装54

2.7带状硅的制备55

习题57

参考文献57

第二篇 半导体工艺原理61

第3章 氧化技术61

3.1二氧化硅的性质和应用61

3.1.1二氧化硅的基本结构61

3.1.2二氧化硅的性质63

3.1.3二氧化硅在集成电路中的应用64

3.2热氧化的基本原理65

3.2.1二氧化硅的生长65

3.2.2迪尔-格罗夫模型66

3.2.3决定二氧化硅生长的因素69

3.2.4影响二氧化硅生长的因素71

3.3氧化方法75

3.3.1热生长氧化法76

3.3.2掺氯氧化法81

3.3.3热分解淀积法82

3.4氧化工艺的质量检测85

3.4.1氧化膜的缺陷检验85

3.4.2氧化膜的物理测量86

3.4.3氧化膜的光学测量87

3.4.4氧化膜的电学测量88

3.4.5氧化层密度的测量91

习题92

参考文献92

第4章 图形技术93

4.1图形加工93

4.1.1图形加工的流程94

4.1.2图形加工的缺陷98

4.2光刻技术100

4.2.1洁净室101

4.2.2光刻胶101

4.2.3掩膜版105

4.2.4光刻技术分类107

4.2.5传统曝光技术110

4.2.6分辨率增强技术112

4.2.7新型曝光技术114

4.3刻蚀技术117

4.3.1湿法刻蚀118

4.3.2干法刻蚀121

习题130

参考文献131

第5章 掺杂技术132

5.1合金法132

5.2扩散技术133

5.2.1扩散方程133

5.2.2扩散类型135

5.2.3扩散机理139

5.2.4扩散方法146

5.2.5扩散设备151

5.3离子注入法154

5.3.1离子注入的机理154

5.3.2离子注入的分布159

5.3.3离子注入的设备160

5.3.4离子注入的效应162

5.3.5离子注入的应用及展望165

习题166

参考文献166

第三篇 薄膜技术169

第6章 薄膜的物理制备169

6.1真空技术169

6.1.1真空的概念169

6.1.2真空的获取170

6.1.3真空的检漏176

6.1.4真空的测量177

6.2真空蒸镀181

6.2.1真空蒸镀的原理181

6.2.2真空蒸镀的分类及特点182

6.3溅射镀膜184

6.3.1溅射的基本原理185

6.3.2溅射镀膜的分类186

6.3.3溅射镀膜的特点189

6.4离子镀190

6.4.1离子镀的基本原理190

6.4.2离子镀的分类191

6.4.3离子镀的优点192

6.5分子束外延192

6.5.1分子束外延的基本原理193

6.5.2分子束外延的特点193

6.5.3分子束外延的缺陷194

6.5.4分子束外延的影响因素196

6.6脉冲激光沉积197

6.6.1脉冲激光沉积的原理197

6.6.2脉冲激光沉积的特点198

6.6.3脉冲激光沉积的影响因素199

习题200

参考文献200

第7章 薄膜的化学制备202

7.1化学气相沉积202

7.1.1化学气相沉积的基本原理203

7.1.2化学气相沉积的常用方法204

7.1.3化学气相沉积的发展趋势及特点213

7.2化学溶液制备214

7.2.1化学反应沉积法214

7.2.2阳极氧化法216

7.2.3电镀法216

7.2.4喷雾热分解法218

习题219

参考文献219

第四篇 工艺集成与封装223

第8章 工艺集成223

8.1金属化与多层互连223

8.1.1金属互连线223

8.1.2欧姆接触224

8.1.3布线技术227

8.1.4多层互连232

8.1.5铜多层互连系统工艺235

8.2CMOS集成电路工艺237

8.2.1隔离工艺238

8.2.2双阱工艺240

8.2.3薄栅氧化241

8.2.4非均匀沟道掺杂241

8.2.5自对准工艺242

8.2.6源/漏技术与浅结形成243

8.2.7CMOS电路工艺流程244

8.3双极型集成电路工艺250

8.3.1标准埋层双极型晶体管工艺流程251

8.3.2其他先进的双极型集成电路工艺流程253

习题255

参考文献255

第9章 工艺检测及监控257

9.1工艺检测的概述257

9.1.1第一类工艺检测257

9.1.2第二类工艺检测259

9.2工艺检测的内容259

9.2.1晶片检测259

9.2.2氧化层检测261

9.2.3光刻工艺检测262

9.2.4扩散层检测263

9.2.5离子注入层检测265

9.2.6外延层检测266

9.3工艺监控267

9.3.1工艺实时监控268

9.3.2工艺检测片268

9.3.3集成结构测试图形268

习题275

参考文献275

第10章 封装技术276

10.1封装技术发展的现状276

10.1.1封装的概念276

10.1.2封装的层次277

10.1.3封装的作用278

10.1.4封装的发展历史279

10.2封装的工艺流程280

10.2.1芯片减薄和切割281

10.2.2芯片贴装282

10.2.3芯片互连284

10.2.4封装成型技术292

10.2.5去飞边毛刺293

10.2.6其他工艺流程293

10.3封装材料294

10.3.1陶瓷封装材料294

10.3.2金属封装材料295

10.3.3塑料封装材料296

10.3.4焊接材料298

10.3.5基板材料298

10.4先进的封装技术299

10.4.1球栅阵列封装299

10.4.2芯片尺寸封装303

10.4.3晶圆级封装307

10.4.4倒装芯片封装310

10.4.5多芯片组件封装314

10.4.6三维封装316

习题318

参考文献319

第五篇 元器件可靠性设计与组装323

第11章 元器件可靠性设计323

11.1可靠性内涵及表征323

11.1.1可靠性内涵323

11.1.2可靠性表征324

11.2可靠性设计分类328

11.3降额设计329

11.4热设计332

11.4.1失效率与温度关系332

11.4.2热设计思路334

11.4.3表面贴装元件热设计方法334

11.5静电防护设计337

11.5.1静电放电现象337

11.5.2静电放电损伤338

11.5.3静电放电防护339

11.6抗辐射加固技术341

11.6.1辐射效应分类341

11.6.2抗辐射加固措施343

11.6.3抗辐射加固原则344

11.7耐环境设计344

11.7.1元器件失效模式345

11.7.2耐环境设计方法346

11.8可靠性试验347

11.8.1可靠性试验方法347

11.8.2可靠性筛选种类349

习题352

参考文献353

第12章 表面组装技术354

12.1表面组装概述354

12.2表面组装元器件及印刷电路板355

12.2.1表面组装元器件355

12.2.2印刷电路板356

12.3表面组装工艺材料358

12.3.1贴片胶358

12.3.2焊膏359

12.4表面组装工艺361

12.4.1涂敷和贴片技术363

12.4.2自动焊接技术363

12.5表面组装检测技术365

12.5.1组装工序检测366

12.5.2常用的检测方法368

习题375

参考文献376

附表379

附表A 检测项目和陪片设置379

附表B 微电子封装的主要类型380