深次微米矽製程技術DEEP SUBMIRCON SILICON PROCESSING TECHN pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:五南

作者:張勁燕

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:20020501

价格:NT$ 630

装帧:

isbn号码:9789571128283

丛书系列:

图书标签:

• 半导体
• 矽製程
• 深次微米
• 集成电路
• 微电子
• 材料科学
• 工艺技术
• 芯片制造
• VLSI
• MEMS

《光刻与蚀刻的精密舞蹈：半导体制造的微观世界》 本书并非关于深次微米硅制程技术，而是带您走进一个更为广阔的半导体制造领域。它将深入浅出地解析构成现代电子产品基石的半导体晶圆上，光刻和蚀刻这两项核心工艺如何协同运作，上演一场跨越微观尺度、精密至极的“舞蹈”。 第一章：光刻——刻画电路蓝图的魔法 光刻，被誉为半导体制造的“印刷术”，是芯片制造中最关键、也最具挑战性的步骤之一。本章将从光刻的起源讲起，追溯其从最初的接触式光刻到如今的极紫外（EUV）光刻技术的发展历程。我们将详细探讨光刻系统的组成部分，包括光源（如深紫外激光、X射线、电子束等）、投影镜头系统（如多层反射镜）以及光刻胶（photoresist）的化学特性。 你将了解到，光刻的本质是将预先设计的电路图案，通过光学系统精确地“复制”到覆盖有光刻胶的硅晶圆表面。这个过程并非简单的“描绘”，而是涉及复杂的物理和化学原理。我们将剖析不同类型光刻技术的优劣，例如： 接触式光刻（Contact Lithography）：简单直接，但存在掩膜损坏的风险。 接近式光刻（Proximity Lithography）：减少了掩膜与晶圆的接触，但分辨率受衍射限制。 步进式光刻（Stepper Lithography）：通过逐级曝光，提高了精度和产量。 扫描式光刻（Scanner Lithography）：在步进式基础上，进一步提高了曝光面积和对准精度。 极紫外（EUV）光刻：当今最前沿的光刻技术，利用极短波长的光，能够实现更小的特征尺寸，是制造尖端芯片的关键。我们将深入讲解EUV光源的产生方式（如激光诱导等离子体），以及其光学系统（反射镜）的设计挑战。 此外，本章还将重点介绍光刻过程中的关键要素： 掩膜版（Mask/Reticle）：承载着芯片电路设计的“蓝图”，其制造精度直接影响最终芯片的质量。我们将探讨掩膜版的材料、制造工艺以及可能出现的缺陷。 光刻胶：对光敏感的化学物质，其性能直接决定了图案的清晰度和分辨率。我们将介绍正性光刻胶和负性光刻胶的工作原理，以及它们在不同工艺节点下的应用。 衍射与干涉：解释光学成像过程中不可避免的衍射效应，以及如何通过数值孔径（NA）、相移掩膜（PSM）和多重曝光等技术来克服分辨率限制。 光学邻近效应（Optical Proximity Effect, OPE）：由于衍射和散射，光刻图案在晶圆上的实际成像与设计图案会存在偏差。我们将探讨如何通过计算光刻（（Computational Lithography）和光学邻近效应修正（OPC）来补偿这些偏差。 第二章：蚀刻——塑造电路结构的鬼斧神工 如果说光刻是绘制蓝图，那么蚀刻便是按照蓝图塑造三维结构的“雕刻师”。本章将聚焦于半导体制造中至关重要的蚀刻工艺，详细阐述其工作原理、分类及其在芯片制造中的关键作用。 我们将从蚀刻的基本概念出发，解释其目标是将不需要的材料从晶圆表面去除，从而形成精确定义的图案。这个过程需要极高的选择性，即只去除目标材料，而不会损伤底层的硅基底或已经形成的图案。 本章将重点介绍两大类主要的蚀刻技术： 湿法蚀刻（Wet Etching）：利用化学溶液（如酸、碱、氧化剂等）对材料进行腐蚀。我们将分析湿法蚀刻的特点，例如其各向同性（isotropic）的腐蚀特性，以及如何通过控制蚀刻液成分、温度和时间来达到特定的蚀刻速率和选择性。虽然湿法蚀刻相对简单，但在微小尺寸下，其侧向腐蚀（undercutting）问题会严重影响图案的精确度。 干法蚀刻（Dry Etching）：利用等离子体（Plasma）中的活性粒子（如自由基、离子）来去除材料。干法蚀刻是现代先进芯片制造的核心技术，其最显著的优势在于能够实现高度的各向异性（anisotropic）蚀刻，即优先向垂直方向腐蚀，最大程度地减少侧向腐蚀，从而获得清晰的侧壁。我们将深入探讨： 反应离子蚀刻（Reactive Ion Etching, RIE）：这是最常用的干法蚀刻技术之一。我们将解释RIE的工作原理，即同时利用化学反应和物理轰击来实现精确的蚀刻。我们将讨论RIE腔体的设计、等离子体的产生（如射频电源）、反应气体（如氟化物、氯化物）的选择及其作用。 高密度等离子体蚀刻（High-Density Plasma, HDP）：如感应耦合等离子体（ICP）和电容耦合等离子体（CCP）等，它们能够产生更高密度的等离子体，提供更强的离子束流，从而实现更快的蚀刻速率和更好的控制性。 聚焦离子束（Focused Ion Beam, FIB）：虽然FIB更多用于修补和分析，但在某些特殊情况下也可用于微观结构的刻蚀。 其他干法蚀刻技术：如刻蚀/沉积（Etch/Deposition, EPD）或称为原子层蚀刻（Atomic Layer Etching, ALE）等，这些技术能够实现原子级的精确控制，对于制造纳米级器件至关重要。 除了工艺本身，本章还将详细阐述蚀刻过程中的关键参数和挑战： 蚀刻速率（Etch Rate）：材料被去除的速度，直接影响生产效率。 选择性（Selectivity）：蚀刻目标材料与非目标材料的速率之比，是蚀刻工艺成功的关键。 剖面形貌（Profile Control）：蚀刻形成的侧壁角度和形状，直接关系到器件的性能。 损伤（Damage）：蚀刻过程中可能对晶圆或已形成的结构造成的物理或化学损伤。 均匀性（Uniformity）：确保整个晶圆表面蚀刻速率和剖面形貌的一致性。 结论 《光刻与蚀刻的精密舞蹈：半导体制造的微观世界》将为您揭示隐藏在每一枚芯片背后的精湛工艺。通过深入了解光刻的图案复制艺术和蚀刻的结构塑造魔力，您将对现代电子科技的基石——半导体制造——有更深刻的理解。这两项工艺的不断进步，推动着芯片特征尺寸的缩小，也驱动着电子产品的性能飞跃，它们共同构成了这个微观世界里最令人惊叹的工程奇迹。

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我当时选择这本书，很大程度上是因为我对“制造”这件事本身有着一种近乎痴迷的探索欲。特别是当这个“制造”的对象是像芯片这样，承载着无数信息、驱动着现代社会的微小部件时，那种好奇心就更加强烈了。我一直想知道，我们日常使用的智能手机、电脑，它们的核心——芯片，是如何被“生产”出来的。而“深次微米”这个词，在我看来，就像是这个制造过程中的一个重要“里程碑”，它暗示着技术上的巨大飞跃和工艺上的极致追求。我希望这本书能够系统地介绍，当制造精度达到深次微米级别时，整个制造流程会发生哪些关键性的变化，从最基础的硅片制备，到复杂的光刻、刻蚀、沉积、注入等一系列工艺步骤，每一个步骤背后都需要怎样的技术支撑和创新。我更关注的是那些能够解释“为什么”的原理，比如为什么需要特定的材料，为什么需要特殊的设备，以及在如此精密的加工过程中，如何去控制那些我们肉眼无法看见的“错误”。

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这本书我大概是几年前在图书馆偶然翻到的，当时我对半导体制造的兴趣正浓，尤其是“深次微米”这个词，听起来就充满了技术挑战和前沿感。拿到手后，我迫不及待地翻阅起来，虽然我并非直接从事这方面研发的工程师，但我一直对芯片是如何制造出来的，特别是越来越小的制程技术背后蕴含的精妙原理充满好奇。这本书的封面设计和排版，虽然不是那种花哨的风格，但给人一种沉稳、专业的感觉，暗示着里面内容的深度。我当时的目标是想了解，当制程进入深次微米级别时，在材料、设备、工艺流程上会发生哪些根本性的变化，以及为了克服这些变化需要哪些突破性的技术。比如，光刻技术到了这个阶段，是不是已经非常极限了？怎么样才能在更小的尺寸上进行精确的图案转移？还有，在如此精密的加工过程中，材料的纯度、缺陷控制又会达到怎样令人发指的要求？我印象中，当时对这本书的期待，是它能够提供一个相对宏观但又足够深入的视角，来解答这些我脑海中萦绕的问题。我希望它能详细介绍各种关键的工艺步骤，比如刻蚀、薄膜沉积、离子注入等等，并且解释在深次微米制程下，这些步骤的挑战和解决方案。

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说实话，我当初被这本书吸引，更多的是被它的“技术深度”所打动。在我的认知里，半导体制造，尤其是能被冠以“深次微米”这样字眼的技术，绝对是人类工程和科学智慧的结晶。我一直对这种能够将物理、化学、材料科学、工程学完美结合的领域感到着迷。我希望这本书能为我揭示，在如此微小的尺度下，我们是如何克服材料的固有属性，甚至是量子力学效应带来的挑战。我期待它能详细介绍那些在行业内被视为“看家本领”的关键技术，比如如何实现超高分辨率的光刻，如何在纳米尺度上精确控制晶体管的栅极长度和掺杂浓度，以及在材料的纯度、缺陷控制方面，到底需要达到何种极致的要求。我不太关注那些市场分析或者未来趋势的预测，我更想深入了解的是那些“硬核”的技术细节，那些真正驱动着半导体技术向前发展的原理和方法。这本书，对我来说，就是一个通往这个神秘而精密世界的大门。

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我一直对精密制造领域有着浓厚的兴趣，尤其是在微电子这个日新月异的行业。当我在书店里看到这本《深次微米矽製程技術》时，立刻被它吸引了。我当时的想法是，这本书也许能为我提供一个了解现代半导体制造核心技术的重要窗口。我主要关注的是，在微米尺度不断缩小的过程中，物理和化学原理会如何被巧妙地应用和突破。我特别想知道，在如此微小的尺度下，材料的量子效应会开始显现吗？如何控制这些效应并将其转化为有用的特性？这本书的定价对我来说也算是一笔不小的投入，所以我当时对其内容的实用性和前沿性抱有很高的期望。我希望它不仅仅是理论的堆砌，而是能够结合实际的生产工艺，比如详细介绍各种设备的工作原理，以及在实际操作中可能遇到的各种技术难题和解决策略。我尤其关心那些能够代表行业顶尖水平的技术，比如先进的光刻技术（如EUV），以及在这些技术指导下，如何实现更高效、更可靠的芯片制造。我希望这本书能帮助我理解，是什么样的技术创新，让电子产品能够越来越强大，越来越小巧。

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这本书的出现，对我来说，更像是一次对半导体制造“幕后英雄”的深度探寻。我不是直接从事这个行业的技术人员，更多的是一个对此充满好奇心的爱好者。我的兴趣点在于，从一个宏观的角度去理解，支撑我们日常生活中无数电子设备运转的基石，是如何一步步被“雕琢”出来的。我尤其想了解，“深次微米”这个概念背后，究竟意味着多大的技术跨越？在这个过程中，人类的智慧和工程能力是如何体现在那些肉眼几乎无法察觉的尺度上的？我对那些描述复杂工艺流程的章节特别感兴趣，比如，在极小的空间内，如何精确地进行材料的添加和移除？光刻胶的感光原理，掩膜版的设计，以及后续的显影、刻蚀过程，这些每一个环节听起来都充满了技术挑战，我希望这本书能够将这些过程以清晰易懂的方式呈现出来，即使对于非专业人士，也能大概领略其精妙之处。我关注的是那些能够体现“化繁为简”智慧的工艺，以及在追求极致精度的同时，如何保证良率和成本的平衡。

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