半导体微系统制造技术pdf电子书版本下载

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第1章 MEMS及微系统常用材料 1

1.1 衬底和晶片 1

1.1.1 硅材料 1

1.1.2 硅化合物 4

1.1.3 化合物半导体材料 5

1.2 压电材料 6

1.2.1 压电效应 6

1.2.2 石英晶体 6

1.2.3 压电陶瓷 7

1.2.4 聚偏二氟乙烯薄膜 9

1.2.5 ZnO压电薄膜 11

1.3 其他材料 12

1.3.1 磁致伸缩材料 12

1.3.2 形状记忆合金 13

1.3.3 膨胀合金 14

1.3.4 金刚石材料 14

本章小结 15

习题 15

第2章 硅的各向同性腐蚀 16

2.1 各向同性腐蚀原理 16

2.2 影响各向同性腐蚀的因素 17

2.2.1 温度的影响 18

2.2.2 腐蚀液成分的影响 20

2.2.3 成分配比对硅腐蚀形貌及角、棱的影响 21

2.3 各向同性自停止腐蚀 24

本章小结 25

习题 25

第3章 阳极腐蚀 26

3.1 阳极腐蚀原理 26

3.2 影响阳极腐蚀的因素 28

3.2.1 掺杂浓度的影响 28

3.2.2 外部电压及HF浓度的影响 29

3.3 采用阳极腐蚀的自停止腐蚀方法 31

本章小结 32

习题 32

第4章 硅的各向异性腐蚀 33

4.1 硅的各向异性腐蚀原理 33

4.1.1 KOH系统的腐蚀原理 33

4.1.2 成分配比对腐蚀特性的影响 34

4.1.3 成分配比对腐蚀速率与掺杂浓度关系的影响 35

4.1.4 EPW系统腐蚀原理 37

4.1.5 EPW成分配比对腐蚀特性的影响 38

4.2 腐蚀速率与掺杂浓度的关系 41

4.2.1 EPW系统 41

4.2.2 KOH系统 42

4.2.3 EPW和KOH的腐蚀速率与掺锗、磷浓度的关系 44

4.2.4 重掺杂硅自停止腐蚀机制 45

4.2.5 硅的腐蚀 48

4.2.6 重掺杂硅的腐蚀 50

4.3 腐蚀速率与晶体取向的关系 51

4.3.1 晶向与晶面 51

4.3.2 各向异性腐蚀的特点 52

4.3.3 侧向腐蚀速率与晶体取向的关系 54

4.3.4 腐蚀速率与温度的关系 56

4.3.5 各向异性腐蚀的机制 59

4.3.6 各向异性腐蚀剂腐蚀出的微结构的特点 60

4.3.7 凸角腐蚀及补偿 63

4.4 各向异性自停止腐蚀的方法 69

4.4.1 SiO2的腐蚀 69

4.4.2 重掺杂自停止腐蚀技术 71

4.4.3 （111）面自停止腐蚀技术 71

本章小结 71

习题 72

第5章 电钝化腐蚀 73

5.1 电钝化腐蚀原理 73

5.1.1 电钝化腐蚀的电流—电压特性 73

5.1.2 电钝化腐蚀机制 74

5.2 电钝化腐蚀的相关因素 76

5.2.1 光照对电钝化腐蚀的影响 79

5.2.2 PN结自停止腐蚀方法 80

5.2.3 PN结自停止腐蚀的原理 80

5.2.4 PN结自停止腐蚀的四电极系统 82

5.2.5 制备悬臂梁的方法 84

5.3 制备P型硅膜的脉冲电压方法 86

5.3.1 电钝化层的溶解性 86

5.3.2 P型硅膜的制备 87

本章小结 88

习题 88

第6章 自停止腐蚀技术 89

6.1 异质自停止腐蚀方法 89

6.1.1 注入损伤自停止腐蚀 89

6.1.2 Si—SiO2结构自停止腐蚀 90

6.1.3 Si1-xGex—Si异质结自停止腐蚀 90

6.2 自停止腐蚀方法的比较 92

6.2.1 轻掺杂自停止腐蚀方法 92

6.2.2 阳极自停止腐蚀方法 92

6.2.3 重掺杂自停止腐蚀方法 92

6.2.4 （111）面自停止腐蚀方法 93

6.2.5 电钝化PN结自停止腐蚀方法 93

本章小结 94

习题 94

第7章 非晶薄膜的腐蚀与表面微加工 95

7.1 非晶薄膜的腐蚀 95

7.2 表面微加工技术 96

7.2.1 牺牲层制备微结构技术 96

7.2.2 硅体表面加工 97

7.3 表面微机械加工技术的应用 99

7.4 硅的直接激光加工 100

7.5 LIGA技术 101

本章小结 102

习题 102

第8章 静电键合技术 103

8.1 玻璃的导电性 103

8.2 静电键合原理 105

8.3 影响静电键合的因素 107

8.3.1 键合力的引入 107

8.3.2 阴极形状对键合的影响 107

8.3.3 键合体之间的引力 108

8.3.4 非导体玻璃对静电力的影响 108

8.3.5 导电玻璃对静电力的影响 110

8.3.6 极化区中残余电荷的作用 110

8.3.7 表面粗糙度对键合的影响 111

8.3.8 弹性形变、塑性形变和黏滞流动对键合的影响 111

本章小结 112

习题 112

第9章 硅热键合技术 113

9.1 硅直接键合过程 113

9.1.1 硅直接键合工艺 113

9.1.2 硅直接键合机制 113

9.2 与硅直接键合工艺相关的因素 114

9.2.1 表面处理的作用 114

9.2.2 温度对键合的影响 114

9.2.3 表面平整度对键合的影响 117

9.3 硅直接键合界面的特性 119

9.3.1 键合界面的杂质 119

9.3.2 键合界面的晶格结构 119

9.4 硅直接键合工艺的表征技术 121

9.4.1 孔洞的检测 121

9.4.2 界面电特性的测量 122

9.4.3 键合引入的应力表征 124

本章小结 126

习题 126

第10章 超大规模集成电路工艺 127

10.1 光刻的分辨率 127

10.2 紫外线曝光 128

10.3 X射线曝光和电子束曝光 129

10.4 极端远紫外线光刻技术 131

10.5 刻蚀 134

10.5.1 SiO2的刻蚀 134

10.5.2 多晶硅化金属的刻蚀 136

10.5.3 铝及铝合金的刻蚀 137

10.6 阻挡金属的溅射镀膜 138

10.6.1 TiN 139

10.6.2 钛钨合金 139

10.6.3 硅化钨和钨 139

10.7 表面组装技术 142

10.8 SMT的发展方向 143

10.9 表面组装半导体器件 144

本章小结 145

习题 145

第11章 掺杂工艺 146

11.1 掺杂 146

11.1.1 掺杂的概念 146

11.1.2 掺杂的两种方法 146

11.1.3 掺杂工艺流程 147

11.2 扩散 147

11.2.1 扩散原理 147

11.2.2 扩散工艺步骤 150

11.2.3 扩散设备、工艺参数及其控制 151

11.2.4 常用扩散杂质源 158

11.3 离子注入 159

11.3.1 离子注入原理 160

11.3.2 离子注入的重要参数 161

11.3.3 离子注入掺杂工艺与扩散掺杂工艺的比较 163

11.4 离子注入机 163

11.4.1 离子注入机的组成与工作原理 163

11.4.2 退火 172

11.4.3 离子注入工艺、规范操作 173

11.4.4 离子注入使用的杂质源及注意事项 174

11.4.5 关键工艺控制 175

11.4.6 离子注入的应用 176

11.5 掺杂质量控制 179

11.5.1 结深的测量及分析 179

11.5.2 掺杂浓度的测量 180

11.5.3 污染 184

11.6 掺杂实验 185

11.6.1 扩散工艺模拟实验 185

11.6.2 离子注入工艺模拟实验 185

本章小结 186

习题 186

第12章 平坦化 187

12.1 概述 187

12.2 传统平坦化技术 189

12.2.1 反刻 189

12.2.2 玻璃回流 190

12.2.3 旋涂玻璃法 190

12.3 化学机械平坦化 191

12.3.1 CMP的优点和缺点 191

12.3.2 CMP机理 192

12.3.3 CMP实现 197

12.3.4 CMP工艺控制 208

12.3.5 CMP应用 213

12.4 CMP质量控制 219

12.4.1 膜厚的测量及均匀性分析 220

12.4.2 晶圆表面状态的观测方法及分析 221

本章小结 223

习题 223

参考文献 224