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第1章 绪论1

1.1微电子器件工艺的发展历史1

1.2集成电路的发展历史2

1.3集成电路制造工艺实例3

1.3.1硅外延平面晶体管工艺流程4

1.3.2双极型集成电路生产工艺流程5

1.3.3 MOS器件工艺流程6

第2章 硅的晶体结构和硅单晶体制备7

2.1硅的晶体结构7

2.2硅晶体中的缺陷和杂质9

2.2.1点缺陷9

2.2.2线缺陷10

2.2.3面缺陷或体缺陷10

2.2.4硅中杂质10

2.3硅单晶体制备11

2.3.1多晶硅的制备11

2.3.2单晶硅的制备13

2.3.3单晶硅性能测试16

2.4硅单晶的加工及质量要求19

2.4.1单晶硅的切割19

2.4.2硅单晶片的研磨21

2.4.3硅单晶片的倒角22

2.4.4硅单晶片的抛光22

2.5习题23

第3章 氧化及热处理24

3.1二氧化硅的结构、性质和用途24

3.1.1二氧化硅的结构24

3.1.2二氧化硅的性质26

3.1.3二氧化硅的用途27

3.2硅的热氧化28

3.2.1热氧化原理28

3.2.2热氧化方法31

3.2.3热氧化设备简介33

3.3二氧化硅生长的其他方法35

3.3.1热分解淀积二氧化硅膜35

3.3.2其他制备二氧化硅的方法36

3.4二氧化硅膜质量控制37

3.4.1二氧化硅膜的质量要求37

3.4.2二氧化硅质量检验37

3.5热处理40

3.5.1退火40

3.5.2硅化反应41

3.5.3熔流41

3.5.4固化41

3.5.5快速热处理42

3.6习题42

第4章 掺杂43

4.1扩散原理及模型43

4.1.1扩散原理43

4.1.2扩散模型44

4.2扩散方法46

4.2.1液态源扩散47

4.2.2固态源扩散49

4.2.3箱法扩散50

4.2.4固-固扩散51

4.2.5其他扩散方法52

4.3扩散层参数测量和质量分析53

4.3.1扩散薄层电阻53

4.3.2结深（xj）计算和测量55

4.3.3扩散中常见的质量问题57

4.4离子注入61

4.4.1离子注入技术的工艺特点61

4.4.2离子注入原理62

4.4.3离子注入设备63

4.4.4离子注入工艺技术67

4.5习题69

第5章 光刻70

5.1光刻的工艺要求70

5.2光刻胶的组成材料及感光原理71

5.2.1光刻胶的组成材料71

5.2.2光刻胶的配制73

5.2.3感光原理73

5.3光刻工艺74

5.3.1衬底材料的检查与处理74

5.3.2.增粘处理75

5.3.3涂胶75

5.3.4前烘75

5.3.5曝光76

5.3.6显影80

5.3.7坚膜81

5.3.8光刻工艺流程示意图81

5.4光刻质量分析81

5.4.1溶胶82

5.4.2小岛82

5.4.3针孔82

5.5习题83

第6章 刻蚀84

6.1超大规模集成电路对图形转移的要求84

6.2湿法刻蚀85

6.2.1二氧化硅湿法刻蚀86

6.2.2铝刻蚀87

6.2.3硅的刻蚀87

6.2.4氮化硅刻蚀88

6.2.5钝化膜（Poly-P）刻蚀88

6.2.6镍铬的刻蚀88

6.3干法刻蚀89

6.3.1干法刻蚀的原理89

6.3.2二氧化硅的干法刻蚀90

6.3.3氮化硅的干法刻蚀92

6.3.4多晶硅化金属（Polycide）的刻蚀92

6.3.5铝及铝合金的刻蚀93

6.3.6钨的回蚀94

6.3.7干法刻蚀的其他用途94

6.3.8各种干法刻蚀的比较94

6.3.9干法刻蚀设备简介95

6.4砷化镓的刻蚀96

6.5去胶96

6.6终点检测98

6.6.1终点检测方法98

6.6.2刻蚀的损伤99

6.7习题99

第7章 化学气相淀积101

7.1化学气相淀积原理101

7.2 CVD方法及反应室103

7.2.1常压及亚常压CVD淀积法及反应室103

7.2.2低压CVD淀积及反应室104

7.2.3等离子体增强型淀积及反应室105

7.3 SiO2、多晶硅、硅化钨、PSG、BPSG膜106

7.4外延109

7.4.1外延原理110

7.4.2外延生长工艺112

7.4.3外延生长方法115

7.4.4外延生长操作步骤118

7.4.5外延生长装置119

7.4.6外延层参数测量120

7.4.7外延层质量讨论122

7.5习题124

第8章 物理气相淀积125

8.1热丝蒸发125

8.1.1真空钨丝蒸发125

8.1.2电子束蒸发131

8.2溅射134

8.2.1溅射工作原理134

8.2.2溅射方式135

8.3习题137

第9章 制版138

9.1透镜成像原理138

9.1.1透镜的种类及成像的规律138

9.1.2透镜成像公式140

9.2制版工艺流程140

9.2.1初缩照相141

9.2.2精缩照相142

9.2.3显影144

9.2.4定影146

9.2.5加厚与减薄148

9.2.6复印148

9.3掩膜版制备150

9.3.1超微粒干版150

9.3.2铬版153

9.3.3氧化铁版154

9.4计算机辅助制版155

9.4.1原图数据产生155

9.4.2图形发生157

9.5习题158

第10章 金属化与平坦化160

10.1欧姆接触160

10.2布线技术161

10.3平坦化163

10.3.1旋涂玻璃法164

10.3.2化学机械抛光法165

10.4习题167

第11章 洁净技术168

11.1洁净技术的等级标准168

11.1.1美国标准168

11.1.2我国标准169

11.2尘埃来源170

11.3尘埃测量170

11.4净化设备172

11.4.1空气过滤器172

11.4.2洁净工作台173

11.5洁净工作室174

11.5.1洁净工作室分类及特点174

11.5.2洁净室内除尘设备176

11.5.3洁净室工作人员注意事项177

11.6习题177

第12章 去离子水制备及废水处理178

12.1去离子水的制备178

12.1.1去离子水生产流程178

12.1.2离子交换原理179

12.1.3反渗透原理180

12.1.4电渗析原理180

12.1.5制备去离子水应注意事项181

12.2废水处理182

12.2.1废水的来源与特性182

12.2.2废水处理方法182

12.2.3废水处理注意事项184

12.3超纯气体与化学试剂纯度184

12.4习题185

第13章 组装工艺186

13.1减薄与划片186

13.1.1背面减薄和蒸金186

13.1.2划片186

13.2装片与烧结188

13.2.1装片所选用材料和要求188

13.2.2工艺过程及原理189

13.2.3装片与烧结的质量要求和分析191

13.3内引线焊接工艺192

13.3.1焊接用的引线材料192

13.3.2键合方式193

13.3.3键合质量要求和分析196

13.4表面涂敷198

13.5封装199

13.5.1玻璃封装199

13.5.2.金属封装199

13.5.3塑料封装201

13.5.4陶瓷封装202

13.5.5.表面安装技术205

13.5.6封装的质量要求和分析206

13.6测试208

13.6.1半导体器件测试209

13.6.2集成电路测试209

13.7习题210

第14章 器件的可靠性211

14.1可靠性的基本概念211

14.1.1可靠性的定义211

14.1.2影响可靠性的因素212

14.1.3失效的规律及简单计算212

14.2工艺筛选215

14.2.1工艺筛选目的215

14.2.2工艺筛选总类215

14.2.3工艺筛选项目确定216

14.2.4工艺筛选的注意事项216

14.3可靠性试验216

14.3.1环境试验217

14.3.2寿命试验220

14.3.3特殊试验221

14.4半导体器件失效分析221

14.4.1失效分析的目的和步骤221

14.4.2常见的失效模式222

14.4.3失效的原因分析223

14.5提高器件可靠性的措施226

14.5.1在版图设计中提高可靠性227

14.5.2工艺中提高器件可靠性227

14.6习题228

第15章 ULSI工艺总汇229

15.1 CMOS集成电路229

15.2双极型集成电路（TTL）234

15.2.1标准双极工艺234

15.2.2自对准双极机构236

15.2.3 STTL集成电路237

15.3 BiCMOS工艺238

15.3.1以CMOS工艺为基础的BiCMOS工艺238

15.3.2双阱BiCMOS工艺239

15.4砷化镓集成电路241

15.4.1砷化镓集成电路工艺流程241

15.4.2主要工艺参数的选取241

附录243

附录A 常用清洗腐蚀剂243

附录B 半导体工艺常用单位与换算244

附录C 室温（300K）下锗、硅的物理性质245

附录D 常用金属的主要物理性质245

附录E 物理常数246

附录F 常用半导体和绝缘体介质的电学特性246

附录G 部分常用材料的性质247

附录H 气体的安全使用常识247

附录Ⅰ 有机溶剂及酸、碱的安全使用常识248

附录J 缩略语及物理量249

参考文献254