图解入门(半导体制造工艺基础精讲原书第4版) 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子版 mobi 在线

《图解入门——半导体制造工艺基础精讲（原书第4版）》以图解的方式深入浅出地讲述了半导体制造工艺的各个技术环节。全书共分为12章，包括半导体制造工艺全貌、前段制程概述、清洗和干燥湿法工艺、离子注入和热处理工艺、光刻工艺、刻蚀工艺、成膜工艺、平坦化 （CMP）工艺、CMOS工艺流程、后段制程工艺概述、后段制程的趋势、半导体工艺的*新动向。

本书适合与半导体业务相关的人士、准备涉足半导体领域的人士、对半导体制造工艺感兴趣的职场人士和学生等阅读参考。

前言

第1章 半导体制造工艺全貌

1-1半导体工艺简介

各种半导体产品

为什么称为半导体工艺？

1-2前段制程和后段制程的区别

前段制程和后段制程的 区别

晶圆厂的差异

1-3循环型的前段制程半导体工艺

什么是循环型工艺？

几种基本的组合

1-4前端工艺和后端工艺

为何要分前端工艺和后端工艺？

温度耐受的差异

1-5什么是硅晶圆？

为什么是硅？

半导体的特性是什么？

1-6硅晶圆是如何制造的？

作为原料的多晶硅的纯度是11个9

缓慢拉起的单晶硅

1-7硅的特性是什么？

硅的同类有哪些？

硅的特点

1-8硅晶圆所需的洁净度

硅晶圆和颗粒

其他污染

1-9硅晶圆在fab中的使用方法

硅晶圆的实际应用

不只用于产品制造的晶圆的使用方法

防止生产线中的相互污染

1-10晶圆的大直径化

为什么要大直径化？

从200mm至 300mm

1-11与产品化相关的后段制程

包装为什么是黑色的？

封装的趋势

1-12后段制程使用的工艺是什么?

后段制程的流程

后段制程工厂是什么样的？

第2章 前段制程概述

2-1追求微细化的前段制程工艺

摩尔定律

微细化是如何发展起来的？

2-2批量制造芯片的前段制程

批量生产的优点

与 LCD 面板的比较

2-3在没有“等待”的工艺中进行必要的检查和监控

半导体工艺 的思路

监控的必要性

2-4前段制程fab的全貌

什么是洁净室？

工厂需要哪些设备？

2-5fab的生产线构成——什么是Bay方式？

为什么选择Bay方式？

实际生产线的运行

2-6晶圆厂需要尽早提升良品率

为什么要尽早启动？

如何提高初期成品率？

第3章 清洗和干燥湿法工艺

3-1始终保持洁净的清洗工艺

为什么每次都需要清洗？

仅对表面进行清洗处理是不够的

3-2清洗方法和机理

清洗方法

什么是超声波清洗？

3-3基础清洗——RCA清洗

什么是RCA清洗？

RCA清洗的挑战

3-4新清洗方法的例子

新的清洗方法

未来的清洗方法

3-5批量式和单片式之间的区别

什么是批量式？

什么是单片式？

3-6吞吐量至关重要的清洗工艺

清洗设备的吞吐量

无载具清洗机

3-7清洗后 的干燥工艺

什么是水渍？

干燥方法

3-8新的干燥工艺

什么是马兰戈尼干燥？

什么是罗塔戈尼干燥？

3-9湿法工艺和干法清洗

为什么是湿法工艺？

干法清洗的尝试

第4章 离子注入和热处理工艺

4-1注入杂质的离子注入技术

离子注入技术之前

什么是离子注入？

4-2需要高真空的离子注入工艺

什么是离子注入机？

离子束扫描是什么样子的？

4-3用于不同目的的离子注入工艺

各式各样的扩散层

具有不同加速能量和束电流的离子注入工艺

4-4离子注入后的晶格恢复处理

什么是硅晶格？

杂质原子的作用

4-5各种热处理工艺

恢复晶格的方法

用什么方法进行热处理？

4-6 的激光退火工艺

什么是激光退火设备？

激光退火和RTA之间的区别是什么？

4-7LSI制造和热预算

什么是杂质的分布曲线？

半导体材料的耐热性和热预算

第5章 光刻工艺

5-1复制图形的光刻工艺

什么是光刻工艺？

光刻工艺流程

光刻是减法工艺

5-2光刻工艺的本质就是照相

与日光照相相同的接触式曝光

缩小投影的好处

5-3推动微细化的曝光技术的演变

分辨率和焦深

光源和曝光设备的历史

5-4掩膜版和防尘薄膜

什么是掩膜版？

什么是防尘薄膜？

套刻

5-5相当于相纸的光刻胶

光刻胶种类

感光机理

什么是化学放大光刻胶？

5-6涂布光刻胶膜的涂胶机

光刻胶涂布工艺

光刻胶涂布的实际情况

5-7曝光后必需的显影工艺

显影机理

实际的显影工艺和设备

5-8去除不要的光刻胶灰化工艺

灰化工艺的机理

灰化工艺和设备

5-9浸液曝光技术现状

为什么要使用浸液？

浸液式曝光技术的原理与问题

5-10什么是双重图形？

浸液的极限是什么？

多种方法的双重图形技术

5-11追求进一步微细化的EUV 技术

什么是 EUV曝光技术？

EUV 技术的挑战与展望

5-12纳米压印技术

什么是纳米压印技术？

与光刻的比较

纳米压印分类

纳米压印的可能性

第6章 刻蚀工艺

6-1刻蚀工艺流程和刻蚀偏差

刻蚀工艺流程是什么？

刻蚀偏差是什么？

6-2方法多样的刻蚀工艺

适应各种材料

适应各种形状

6-3刻蚀工艺中不可或缺的等离子体

等离子体生成机理

离子体电势

6-4RF（射频）施加方式有什么不同？

什么是干法刻蚀设备？

阴极耦合的优点

6-5各向异性的机理

什么是刻蚀反应？

利用侧壁保护效果

6-6干法刻蚀工艺的挑战

针对新材料的刻蚀工艺

什么是深槽刻蚀？

第7章 成膜工艺

7-1LSI功能不可或缺的成膜工艺

LSI和成膜

LSI 剖面所看到的薄膜形成示例

7-2方法多样的成膜工艺

各种成膜方法

成膜的参数

7-3受基底形状影响的成膜工艺

适应什么样的形状？

成膜机理

7-4直接氧化晶圆的氧化工艺

为什么是氧化硅膜？

硅热氧化机理

7-5热CVD和等离子体CVD

热CVD工艺的机理

什么是等离子CVD法？

7-6金属膜所需要的溅射工艺

溅射的原理

溅射方法的优点和缺点

7-7Cu（铜）布线不可缺少的电镀工艺

为什么要使用电镀法？

电镀工艺的挑战

7-8Low-k（低介电常数）膜所使用的涂布工艺

为什么要使用涂布工艺？

涂布工艺的挑战

7-9High-k栅极堆叠工艺

栅极材料的历史

High-k栅极堆叠技术

ALD工艺基础

7-10CuLow-k工艺

为什么使用CuLow-k？

从成膜的角度来看，CuLow-k的挑战

第8章 平坦化（CMP）工艺

8-1多层布线不可或缺的CMP工艺

为什么使用CMP工艺？

到CMP为止的工艺流程

8-2采用 光刻技术的CMP工艺

拯救焦深下降的CMP

需要 CMP的工序

8-3回归湿法工艺的CMP设备

CMP设备是什么样的?

与其他半导体工艺设备相比的CMP设备

8-4消耗品多的CMP工艺

有什么样的消耗品?

需要的性质是什么

8-5CMP的平坦化机理

普雷斯顿公式

实际的CMP机理

8-6应用于CuLow-k的CMP工艺

双大马士革技术的背景

双大马士革的流程是什么？

8-7课题堆积如山的CMP工艺

CMP的缺陷是什么？

CMP的图形（Pattern）依赖性

第9章 CMOS工艺流程

9-1什么是CMOS？

CMOS的必要性

CMOS的基本结构

9-2CMOS的效果

什么是反相器？

CMOS反相器的工作原理

9-3CMOS结构制造（之一）器件间隔离区域

什么是器件间隔离？

从LOCOS到 STI

实际的流程是什么？

间隙填充的沉积技术

9-4CMOS结构制造（之二）阱形成

什么是阱？

实际的流程是什么样？

9-5晶体管形成（之一）栅极形成

什么是栅极？

自对准工艺

实际的流程是什么样？

9-6晶体管形成（之二）源极漏极

什么是源极和漏极？

实际流程是什么样？

9-7电极形成（钨塞形成）

什么是钨塞？

实际流程是什么样？

被称为循环型的原因

9-8后端工艺

为什么需要多层布线？

多层布线的实际情况

0章 后段制程工艺概述

10-1去除不良品的晶圆测试

淘汰不良品的意义是什么?

什么是晶圆测试？

10-2使晶圆变薄的减薄工艺

减薄的意义是什么?

减薄工艺是什么？

10-3切割出芯片的划片

如何切割晶圆？

半切割和全切割

10-4粘贴芯片

什么是贴片？

贴片方法

10-5电气连接的引线键合

与引线框架的连接

引线键合的机理

10-6封装芯片的注塑

注塑工艺的流程

树脂注入和固化

10-7产品的打标和引线成形

什么是打标？

什么是引线成形？

10-8 终检验流程

后段制程的检验流程是什么？

什么是老化系统？

终检查

1章 后段制程的趋势

11-1连接时没有引线的无引线键合

什么是 TAB？

什么是 FCB？

11-2无须引线框架的 BGA

没有引线框架的意义是什么？

什么是植球？

11-3旨在实现多功能的 SiP

什么是 SiP？

从封装技术来看 SiP

11-4真实芯片尺寸的晶圆级封装

什么是晶圆级封装？

晶圆级封装的流程

OSAT 是什么？后段制程fab的趋势

2章 半导体工艺的 动向

12-1路线图和“路线图外”

什么是半导体技术路线图？

那段历史如何？

一味微细化的休止符

什么是“路线图外”？

12-2站在十字路口的半导体工艺微细化

硅的微细化极限

各种路线的梳理

什么是技术助推器？

从其他的视角看

12-3More Moore所必需的NGL

微细化的极限

该级别的光刻胶形状是什么样？

NGL的候选技术是哪一个？

双重图形的定位

延长寿命的策略

其他候选

12-4EUV技术趋势

EUV设备上的巨大差异

光刻胶工艺是什么？

未来的发展是什么？

12-5450mm晶圆趋势

晶圆大口径化的历史

晶圆450mm化的来历

实际的障碍

硅晶片的世代交替

12-6半导体晶圆厂的多样化

晶圆厂的终点站

旧生产线向More than Moore的转向

晶圆厂未来的课题

12-7贯通芯片的 TSV（Through Silicon Via）

深槽刻蚀的必要性

实际的TSV流程

12-8对抗More Moore的三维封装

三维封装的流程

从Scaling规则看三维封装

什么是Chiplet？

佐藤淳一京都大学工学研究生院硕士。1978年，加入东京电气化学工业股份有限公司（现TDK）；1982年，加入索尼股份有限公司。一直从事半导体和薄膜设备，以及工艺技术的研发工作。期间，在半导体 技术（Selete）创立之时被借调，担任长崎大学工学部兼职讲师、半导体行业委员会委员。

  著有书籍《CVD手册》《图解入门——半导体制造设备基础与构造精讲（原书第3版）》《图解入门——功率半导体基础与机制精讲（原书第2版）》《图解入门——半导体制造工艺基础精讲（原书第4版）》

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