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第1章 IC制造的技术特点与发展趋势 1

1.1 IC产业的发展历史与趋势 1

1.2 IC制造技术的特点 4

1.2.1 以复杂的物理-化学过程为主，技术门槛高 4

1.2.2 生产效率高 6

1.2.3 能够实现异常复杂的电路功能 7

1.2.4 应用极为广泛 7

1.2.5 微电子加工技术可延伸应用于相近的其他产业制造 8

1.3 本书的线索和章节内容安排 8

第2章 半导体器件与工艺结构 10

2.1 总论 10

2.1.1 器件：基于能级 12

2.1.2 器件：基于能带 16

2.2 集成电路中的常规器件 19

2.2.1 PN结 19

2.2.2 双极晶体管 26

2.2.3 MOS晶体管 31

2.3 工艺结构 37

2.3.1 双极工艺 37

2.3.2 NMOS 38

2.3.3 CMOS 39

2.3.4 BiCMOS 39

2.4 其他器件及工艺结构 40

2.4.1 微机电系统器件 41

2.4.2 太阳能电池 43

2.5 新材料与新器件 44

2.5.1 FinFET 44

2.5.2 无结器件 49

2.5.3 纳米器件 52

2.5.4 SiGe材料及SiGe HBT 55

2.5.5 SiC与GaN 58

2.6 微电子器件的表示 68

2.6.1 结构单元 70

2.6.2 单元链、截面和微结构体 76

2.6.3 器件结构分析 80

2.7 总结 91

第3章 IC制造单项工艺技术 92

3.1 半导体材料的加工处理 93

3.1.1 外延 93

3.1.2 掺杂扩散 94

3.1.3 离子注入 96

3.2 介质/绝缘材料的加工处理 99

3.2.1 氧化 99

3.2.2 LPCVD 101

3.2.3 PECVD 102

3.3 互连工艺 103

3.3.1 Al金属化 104

3.3.2 Cu金属化 106

3.3.3 多晶硅 107

3.3.4 接触 108

3.4 位置与几何形状定义 109

3.4.1 光刻 109

3.4.2 刻蚀 118

3.4.3 剥离 122

3.5 辅助性工艺技术 123

3.5.1 化学清洗 123

3.5.2 热处理 124

3.5.3 平坦化与CMP 124

3.5.4 工艺质量监控 127

3.6 新工艺技术举例 127

3.6.1 ALD原子层淀积技术 127

3.6.2 激光加工技术 128

3.7 工艺库 130

3.8 总结 132

第4章 IC制造工艺原理 134

4.1 工艺模块与流程 134

4.1.1 LOCOS工艺模块 135

4.1.2 用于铜互连的大马士革工艺 135

4.1.3 CV测试短流程 136

4.1.4 CMOS工艺 136

4.1.5 BiCMOS工艺 137

4.2 工艺结构加工制造排序 137

4.2.1 单元加工的排序及规则 138

4.2.2 CMOS结构工艺顺序 142

4.2.3 工艺流程的全展开 145

4.2.4 工艺流程优化 149

4.3 工艺过程仿真 152

4.3.1 仿真软件简介 153

4.3.2 流程仿真实例 153

4.4 正交实验设计 154

4.5 总结 155

第5章 IC制造工艺设备 156

5.1 IC制造设备总论 156

5.2 IC制造设备 158

5.2.1 热处理 159

5.2.2 LPCVD 164

5.2.3 离子注入机 171

5.2.4 等离子体加工设备 179

5.2.5 光刻及辅助工艺装备 185

5.2.6 电学测试 195

5.3 总结 198

第6章 IC制造的实施与优化 199

6.1 IC制造的生产规划和作业调度 199

6.1.1 IC设备的产能匹配 203

6.1.2 IC制造单流程作业调度 205

6.1.3 IC制造多流程作业调度 208

6.1.4 生产过程的状态跟踪 208

6.2 成品率控制技术 211

6.2.1 统计控制 211

6.2.2 动态工艺条件技术 214

6.2.3 工艺诊断分析 220

6.3 总结 231

参考文献 232

附录 多晶发射极NPN晶体管工艺仿真代码 235