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第1章 引言1

1.1　半导体材料1

1.2　半导体器件2

1.3　半导体工艺技术5

1.3.1　一些关键的半导体技术5

1.3.2　半导体技术发展趋势9

1.4　基本工艺步骤11

1.4.1 氧化11

1.4.2　光刻和刻蚀11

1.4.3　扩散和离子注入13

1.4.4　金属化13

1.5　总结13

参考文献13

第2章　晶体生长16

2.1　从熔融硅中生长单晶硅16

2.1.1　原材料16

2.1.2　Czochralski法（直拉法）17

2.1.3 掺杂分布18

2.1.4　有效分凝系数20

2.2　硅的区熔（float-zone）法单晶生长工艺21

2.3　砷化镓晶体的生长技术24

2.3.1　原材料24

2.3.2　晶体生长技术26

2.4　材料特性27

2.4.1 晶片成形27

2.4.2　晶体特性29

2.5　总结33

习题33

参考文献34

第3章　硅的氧化36

3.1　热氧化过程36

3.1.1　生长机理37

3.1.2　薄氧化层生长43

3.2　氧化过程中的杂质再分布43

3.3　二氧化硅的掩模特性44

3.4 氧化质量45

3.5　氧化层厚度特性46

3.6　氧化模拟48

3.7　总结50

参考文献50

习题51

第4章 光刻52

4.1 光学光刻（Optical lithography）52

4.1.1 洁净室52

4.1.2　曝光装置54

4.1.3　掩模57

4.1.4　光刻胶58

4.1.5　图形转移60

4.1.6　分辨率增强技术61

4.2　新一代的曝光法62

4.2.1　电子束曝光62

4.2.2　超紫外光曝光66

4.2.3　X射线曝光66

4.2.4　离子束曝光67

4.2.5　各种曝光方法的比较68

4.3　光刻模拟69

4.4　总结70

参考文献71

习题72

第5章 刻蚀74

5.1　湿法化学刻蚀（wet chemical etching）74

5.1.1　硅的刻蚀75

5.1.2　二氧化硅的刻蚀76

5.1.3　氮化硅和多晶硅的刻蚀76

5.1.4　铝的刻蚀76

5.1.5　砷化镓的刻蚀78

5.2　干法刻蚀78

5.2.1　等离子体刻蚀基本原理79

5.2.2　刻蚀机理、等离子体诊断和端点控制79

5.2.3　反应等离子体刻蚀技术和设备81

5.2.4　反应等离子体刻蚀的应用84

5.3　刻蚀仿真87

5.4　总结89

参考文献89

习题89

第6章 扩散91

6.1　基本扩散工艺91

6.1.1　扩散方程92

6.1.2　扩散分布94

6.1.3　扩散层测量97

6.2　非本征扩散99

6.3　横向扩散102

6.4 扩散模拟103

参考文献105

习题105

第7章　离子注入107

7.1　注入离子的范围107

7.1.1　离子分布108

7.1.2　离子驻留109

7.2　注入损伤和退火114

7.2.1　注入损伤114

7.2.2　退火115

7.3　注入相关工艺118

7.3.1　多次注入及掩蔽118

7.3.2　倾斜角度离子注入120

7.3.3　高能量与大电流注入120

7.4　离子注入模拟121

7.5　总结122

参考文献123

习题123

第8章　薄膜淀积125

8.1　外延生长技术125

8.1.1　化学气相淀积125

8.1.2　分子束外延129

8.2　外延层结构及缺陷132

8.2.1 晶格匹配外延和应力层外延132

8.2.2　外延层中的缺陷134

8.3　电介质淀积134

8.3.1　二氧化硅135

8.3.2　氮化硅139

8.3.3　低介电常数材料140

8.3.4　高介电常数材料142

8.4 多晶硅淀积143

8.5　金属化145

8.5.1　物理气相淀积145

8.5.2　化学气相淀积146

8.5.3　铝金属化146

8.5.4　铜金属化149

8.5.5　硅化物152

8.6　淀积模拟153

8.7　总结154

参考文献155

习题156

第9章　工艺集成159

9.1 无源单元160

9.1.1　集成电路的电阻160

9.1.2　集成电路的电容162

9.1.3　集成电路的电感163

9.2　双极型工艺164

9.2.1　基本制造工艺165

9.2.2　介质隔离168

9.2.3 自对准双多晶硅双极型结构169

9.3 MOSFET技术171

9.3.1　基本的制造工艺172

9.3.2　存储器件175

9.3.3　CMOS技术179

9.3.4　BiCMOS技术185

9.4 MESFET技术187

9.5 MEMS技术189

9.5.1　体显微机械加工189

9.5.2　表面显微机械加工189

9.5.3 LIGA工艺190

9.6　工艺模拟192

9.7 总结198

参考文献198

习题199

第10章　集成电路制造202

10.1 电测试202

10.1.1　测试结构203

10.1.2　最后测试204

10.2　封装205

10.2.1　管芯分离205

10.2.2　封装类型206

10.2.3　粘接方法208

10.3　统计工艺控制212

10.3.1　品质控制图213

10.3.2　变量控制图214

10.4　统计实验设计217

10.4.1　分布比较217

10.4.2　方差分析218

10.4.3 因素设计221

10.5　成品率224

10.5.1　功能成品率224

10.5.2　参数成品率228

10.6　计算机集成制造229

10.7　总结230

参考文献230

习题231

第11章　未来趋势和挑战233

11.1　未来的挑战233

11.1.1　超浅结形成234

11.1.2　超薄氧化层234

11.1.3　硅化物的形成235

11.1.4　互连新材料235

11.1.5 电源限制235

11.1.6　SOI技术235

11.2　片上系统236

11.3　总结237

参考文献237

习题238

附录239

索引266