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目录2

第一部分 绪论2

第1章 概述2

1.1 微加工学科分类2

1.2 基片3

1.3 材料3

1.4 表面和界面4

1.5 工艺4

1.6 横向尺度6

1.8 器件7

1.7 垂直尺寸7

1.9 金属氧化物半导体晶体管11

1.10 净化和成品率11

1.11 产业13

1.12 习题14

参考文献与相关阅读材料15

第2章 微测量和材料表征16

2.1 显微法和可视化16

2.2 横向和垂直尺寸17

2.3 电学测试18

2.4 物理和化学分析20

2.7 二次离子质谱21

2.5 X射线衍射21

2.6 全反射X射线荧光21

2.8 俄歇电子波谱法22

2.9 X射线光电子波谱法22

2.10 卢瑟福背散射能谱法23

2.11 电子微探针分析／能量分散X射线分析23

2.12 其他方法24

2.13 分析面积和深度25

2.14 微测试实用要点26

2.15 习题27

参考文献与相关阅读材料28

3.1 模拟类型29

第3章 微加工工艺模拟29

3.2 一维模拟30

3.3 二维模拟31

3.4 三维模拟32

3.5 习题34

参考文献与相关阅读材料34

第二部分 材料36

第4章 硅36

4.1 硅材料性能36

4.2 硅的晶体生长38

4.3 硅的晶体结构41

4.4 硅切片工艺43

4.5 硅晶体中的缺陷和非理想状态45

4.6 习题47

第5章 薄膜材料和工艺49

5.1 薄膜与块状材料49

5.2 物理气相沉积51

5.3 蒸发和分子束外延生长52

5.4 溅射53

5.5 化学气相沉积54

5.6 其他沉积方法57

5.7 金属薄膜60

5.8 介电薄膜62

5.9 介电薄膜的性能63

5.10 多晶硅68

5.11 硅化物69

5.12 习题69

参考文献与相关阅读材料70

第6章 外延71

6.1 异质外延72

6.2 硅的CVD同质外延73

6.3 外延的模拟76

6.5 习题77

6.4 外延的先进应用77

参考文献和相关阅读材料78

第7章 薄膜生长和结构79

7.1 薄膜工艺的一般特征79

7.2 PVD膜的生长和结构80

7.3 CVD膜的生长和结构83

7.4 表面和界面85

7.5 黏附层和阻挡层87

7.6 多层膜89

7.7 应力90

7.8 薄膜上方形貌：台阶覆盖93

7.9 薄膜沉积的模拟95

7.10 习题97

参考文献与相关阅读材料98

第三部分 基本工艺100

第8章 图形发生器100

8.1 粒子束刻蚀法100

8.2 电子束的物理特性101

8.3 掩模版的制造102

8.4 将掩模版作为工具103

8.5 掩模版检查、缺陷和修复104

8.6 习题105

参考文献与相关阅读材料106

第9章 光刻107

9.1 光刻设备（对准和曝光）107

9.2 分辨率110

9.3 基本图形形状111

9.4 对准和套准112

9.5 习题113

参考文献与相关阅读材料113

第10章 光刻图形化114

10.1 光刻胶的应用114

10.2 光刻胶化学116

10.3 光刻胶薄膜光学118

10.4 光学光刻延伸技术120

10.5 光学光刻模拟122

10.6 光刻的实践124

10.7 光刻胶去胶或灰化125

10.8 习题126

参考文献与相关阅读材料126

第11章 刻蚀127

11.1 湿法刻蚀128

11.2 电化学刻蚀132

11.4 等离子体刻蚀134

11.3 各向异性湿法刻蚀134

11.5 刻蚀工艺表征138

11.6 常用材料的刻蚀工艺138

11.7 刻蚀时间和边墙140

11.8 湿法刻蚀、各向异性湿法刻蚀以及等离子体刻蚀的比较140

11.9 习题141

参考文献与相关阅读材料142

第12章 晶圆片清洗和表面预处理143

12.1 杂质的形式143

12.2 湿法清洗145

12.3 颗粒污染146

12.4 有机杂质148

12.5 金属杂质150

12.6 冲洗和烘干152

12.7 物理清洗法152

12.8 习题152

参考文献与相关阅读材料153

第13章 热氧化154

13.1 氧化过程154

13.2 迪尔-格罗夫（Deal-Grove）氧化模型155

13.3 氧化物的结构157

13.4 氧化过程的模拟158

13.6 氧化时应力和图形的影响 .160

13.5 硅的局部氧化160

13.7 习题163

参考文献与相关阅读材料163

第14章 扩散164

14.1 扩散机理166

14.2 扩散时的掺杂剖面形貌167

14.3 扩散模拟168

14.4 扩散应用170

14.5 习题171

参考文献与相关阅读材料171

15.1 注入工艺172

第15章 离子注入172

15.2 注入损伤和损伤退火174

15.3 离子注入模拟175

15.4 离子注入的工具176

15.5 SIMOX：通过离子注入来制造绝缘体上的硅178

15.6 习题179

参考文献与相关阅读材料179

第16章 化学机械抛光180

16.1 CMP工艺和设备181

16.2 CMP的力学183

16.3 CMP的化学184

16.4 CMP的应用185

16.5 CMP控制测量187

16.6 CMP中的非理想情况188

16.7 习题189

参考文献与相关阅读材料189

第17章 键合和图层转移190

17.1 硅熔融键合192

17.2 阳极键合194

17.3 其他键合技术195

17.4 键合力学196

17.5 结构化晶圆片的键合197

17.6 SOI晶圆片工厂中的键合198

17.7 图层转移199

17.8 习题200

参考文献与相关阅读材料200

第18章 浇铸和压印201

18.1 铸造202

18.2 二维表面压印205

18.3 三维体压印206

18.4 与光刻的比较207

18.5 习题208

参考文献与相关阅读材料208

19.1 MOS栅模块210

第19章 自对准结构210

第四部分 结构210

19.2 自对准双阱211

19.3 边墙与自对准硅化物212

19.4 自对准结215

19.5 习题215

参考文献与相关阅读材料216

第20章 等离子体刻蚀结构217

20.1 多步刻蚀217

20.2 多层刻蚀218

20.4 无掩膜的刻蚀220

20.3 刻蚀中的光刻胶效应220

20.5 图形尺寸和图形密度效应222

20.6 刻蚀残留和损伤223

20.7 习题223

参考文献与相关阅读材料224

第21章 湿法刻蚀的硅结构225

21.1 〈100〉硅基片的基本结构225

21.2 刻蚀剂225

21.3 刻蚀掩膜和保护层227

21.4 刻蚀速率与刻蚀自动终止227

21.5 隔膜的制备229

21.6 在〈100〉硅片上的刻蚀形成具有复杂形状的结构230

21.7 硅片正面的体微加工233

21.8 边角补偿234

21.9 〈110〉硅片的刻蚀234

21.10 〈111〉硅片的刻蚀236

21.11 〈100〉硅、〈110〉硅与〈111〉硅湿法刻蚀的比较238

21.12 习题238

参考文献与相关阅读材料239

第22章 牺牲层与释放型结构240

22.1 结构层与牺牲层240

22.2 单结构层241

22.3 黏滞242

22.4 双结构层工艺244

22.5 旋转结构246

22.6 绞链结构247

22.7 使用多孔硅的牺牲层结构247

22.8 习题248

参考文献与相关阅读材料249

第23章 沉积结构250

23.1 电镀结构250

23.2 剥离金属化252

23.3 特殊沉积的应用253

23.4 局部沉积254

23.5 腔穴的密封256

23.6 习题258

参考文献与相关阅读材料258

第五部分 集成260

第24章 工艺集成260

24.1 太阳能电池的工艺集成261

24.2 晶圆片的选择262

24.3 图形266

24.4 设计规则268

24.5 污染预算274

24.6 热工艺275

24.7 热预算276

24.8 金属化277

24.9 可靠性278

24.10 习题281

参考文献与相关阅读材料282

第25章 CMOS晶体管制造283

25.1 5μm多晶硅栅CMOS工艺…………………………………………………………284.25.2 MOS晶体管的按比例缩小287

25.3 先进CMOS的问题290

25.4 栅模块292

25.5 与硅的接触296

25.6 习题297

参考文献与相关阅读材料298

第26章 双极工艺技术299

26.1 SBC双极型晶体管的加工工艺300

26.2 先进双极结构302

26.3 BiCMOS工艺技术305

26.4 习题306

参考文献与相关阅读材料307

第27章 多层金属布线308

27.1 双层金属布线308

27.2 多层金属布线309

27.3 大马士革金属布线（镶嵌金属布线）311

27.4 金属布线的按比例缩小312

27.5 铜金属布线313

27.6 低电介质材料314

27.7 习题317

参考文献与相关阅读材料317

第28章 MEMS工艺集成318

28.1 双面加工工艺318

28.2 隔膜结构322

28.3 硅穿孔结构325

28.4 在相当不平表面上的图形化327

28.5 DRIE与各向异性湿法刻蚀328

28.6 IC-MEMS集成329

28.7 习题332

参考文献与相关阅读材料333

第29章 基于非硅基底的工艺技术334

29.1 基底334

29.2 薄膜晶体管335

29.3 习题338

参考文献与相关阅读材料338

第六部分 设备340

第30章 微加工设备340

30.1 批处理工艺与单晶圆工艺340

30.2 设备的性能因素341

30.3 设备的生命周期342

30.4 工艺状态：温度-压力343

30.5 工艺设备的仿真344

30.6 加工工艺的测量345

30.7 习题346

参考文献与相关阅读材料346

第31章 热处理设备347

31.1 高温设备：热壁设备与冷壁设备347

31.2 炉管工艺347

31.3 快速热处理／快速热退火348

31.4 习题351

参考文献与相关阅读材料352

32.1 真空薄膜的相互作用353

第32章 真空和等离子体353

32.2 真空的获得355

32.3 等离子体刻蚀357

32.4 溅射358

32.5 PECVD360

32.6 滞留时间360

32.7 习题361

参考文献与相关阅读材料361

第33章 化学气相沉积和外延设备362

33.1 CVD沉积速率模型362

33.2 CVD反应腔室364

33.3 原子层沉积365

33.4 MOCVD366

33.5 硅CVD外延367

33.6 外延反应器368

33.7 习题370

参考文献与相关阅读材料371

第34章 集成式工艺372

34.1 周围环境的控制372

34.2 干法清洗374

34.3 集成式设备374

参考文献与相关阅读材料375

34.4 习题 .375

第七部分 制造378

第35章 净化室378

35.1 净化室的标准378

35.2 净化室子系统381

35.3 环境、安全和健康（ESH）方面382

35.4 习题384

参考文献与相关阅读材料384

第36章 成品率385

36.1 成品率模型386

36.3 成品率的上升388

36.2 工艺步骤的影响388

36.4 习题389

参考文献与相关阅读材料389

第37章 晶圆加工厂390

37.1 集成电路制造的发展史391

37.2 制造趋势392

37.3 循环时间393

37.4 所有者成本394

37.5 硅工艺的成本395

37.6 习题397

参考文献与相关阅读材料397

38.1 从晶体管到集成电路400

第八部分 未来趋势400

第38章 摩尔定律400

38.2 摩尔定律401

38.3 延伸的光刻技术：相移掩模版404

38.4 可供选择的光刻方法406

38.5 功能和应用的限制407

38.6 集成电路产业410

38.7 习题410

参考文献与相关阅读材料410

39.1 新材料412

第39章 微加工概要412

39.2 高深宽比结构413

39.3 微加工设备414

39.4 键合和层转移415

39.5 器件417

39.6 微加工工业418

39.7 习题420

参考文献与相关阅读材料420

附录A 部分习题的注释与提示421

附录B 常量和转换系数428

索引431