《集成電路制造工藝技術(shù)體系》從三個方面系統(tǒng)地論述集成電路的制造技術(shù)。首先是制造對象，對工藝結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)所對應(yīng)的電子器件特性進(jìn)行深入的分析與揭示。其次是生產(chǎn)制造本身，詳細(xì)討論集成電路各單步作用的本質(zhì)性特征及各不同工藝技術(shù)在成套流程中的作用，討論高端制造的組織、調(diào)度和管理，工藝流程的監(jiān)控，工藝效果分析與診斷等內(nèi)容。最后是支撐半導(dǎo)體制造的沒備設(shè)施，該部分的論述比較簡明，但是也從整體和系統(tǒng)的角度突出了制造設(shè)備的若干要素。
《集成電路制造工藝技術(shù)體系》適合于生產(chǎn)線上的高級工藝技師或管理專家，有助于其從系統(tǒng)和宏觀的角度把握動態(tài)和復(fù)雜的制造過程。盡管涉及微電子制造的高端技術(shù)環(huán)節(jié)，但是《集成電路制造工藝技術(shù)體系》的具體敘述并不艱深，多結(jié)合實(shí)例來進(jìn)行，實(shí)用性較強(qiáng)。
集成電路制造涉及眾多工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，其制造特征充分體現(xiàn)了高端制造的技術(shù)難度與復(fù)雜性。我國在該領(lǐng)域的制造實(shí)力與國際相比是比較薄弱的，在很多環(huán)節(jié)上，從原材料、制造裝備、工藝技術(shù)到IC產(chǎn)品，都還要依賴于國外。
本書內(nèi)容是作者在該領(lǐng)域長期從事相關(guān)技術(shù)工作的總結(jié)，寫作初衷是希望在既有IC制造領(lǐng)域成果和現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，能夠更進(jìn)一步梳理、歸納相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)和規(guī)律，使之成為體系。
本書的內(nèi)容敘述以電子器件為切入點(diǎn)，各種半導(dǎo)體器件和IC產(chǎn)品是IC制造的出發(fā)點(diǎn)和歸宿。一個制造流程，如果是有意義和實(shí)際可行的，就必然要以某個或者某一組器件作為產(chǎn)出的結(jié)果；器件結(jié)構(gòu)上的不同，將導(dǎo)致不同的加工工藝，有時還會引入特殊的工藝處理。簡言之，器件的結(jié)構(gòu)形式是生產(chǎn)線上各類生產(chǎn)活動如何依序進(jìn)行的決定性的因素。制造活動的多種多樣，包括很多不公開的技術(shù)秘訣，本質(zhì)上是由于現(xiàn)實(shí)中對于器件及其性能的多樣化的要求而產(chǎn)生的，這種多樣化直接決定了制造過程的復(fù)雜性、高技術(shù)含量的特性等。通常對于半導(dǎo)體器件，有兩種考察的角度。一個是電子器件工程師的角度，從器件內(nèi)在的結(jié)構(gòu)、電性能的角度來處理器件，最終將器件優(yōu)化成特定的結(jié)構(gòu)形式、尺寸等，然后以此為藍(lán)圖，對器件制造的具體實(shí)施者提出要求，由后者制造實(shí)現(xiàn)；另一種角度是從制造者角度來看待器件，制造者原則上不一定必須關(guān)心器件的工作機(jī)理。從制造角度來看，器件或者集成電路，無論結(jié)構(gòu)上多么復(fù)雜（因而對應(yīng)到制造工藝流程的復(fù)雜）都可以看成一些結(jié)構(gòu)單元的有機(jī)結(jié)合體，例如，對于MOS管，從縱向看，為“M（金屬）-O（氧化物）-S（半導(dǎo)體）”的結(jié)構(gòu)疊層；從橫向看，則是由“源區(qū)一溝道區(qū)一漏區(qū)”這樣的不同有源區(qū)組成。當(dāng)器件制造專注于器件的分解結(jié)構(gòu)和各結(jié)構(gòu)單元的具體工藝技術(shù)時，往往能夠取得“專與精”的效果。在IC制造這種特殊的高端制造領(lǐng)域，如果缺乏專精的精神，則很難生產(chǎn)制造出高端的電路產(chǎn)品。
本書重點(diǎn)是面向集成電路制造人員，因此對于器件（作為加工制造的目標(biāo)）的描述在文字上是簡明的，但是仍突出了一些本質(zhì)性的特征。書中這一部分內(nèi)容，很多是其他相同題材書籍所不具備的，例如，從能量角度（能級一能帶角度）對器件進(jìn)行的分類，三極管收集極作用的說明（在于分辨電子流與空穴流，兩種成分電流的比值由制造過程中的摻雜水平?jīng)Q定，是三極管電流放大特性本領(lǐng)的真正來源）等。
歷來人們處理事物的方式都是實(shí)事求是的，具體問題具體分析；而對于過于復(fù)雜化的事物，一般會進(jìn)行分解，分而治之。這樣的思想也體現(xiàn)在集成電路的制造中。當(dāng)器件分解至各結(jié)構(gòu)單元后，接下來的問題就是各結(jié)構(gòu)單元如何制備，有哪些工業(yè)技術(shù)和裝備可以支撐這些制造步驟具體執(zhí)行，本書關(guān)于這些內(nèi)容的描述構(gòu)成了單步工藝技術(shù)（工藝庫）、工藝設(shè)備兩章的內(nèi)容，敘述體例和技術(shù)內(nèi)容遠(yuǎn)多于同題材其他書籍。
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嚴(yán)利人，男，生于1968年2月，祖籍江蘇。自1985年起接觸半導(dǎo)體、集成電路領(lǐng)域，目前主要從事半導(dǎo)體工藝技術(shù)研究及教學(xué)工作，技術(shù)領(lǐng)域涉及半導(dǎo)體器件設(shè)計與優(yōu)化、工藝研發(fā)、專用半導(dǎo)體設(shè)備研制等。在微電子領(lǐng)域發(fā)表學(xué)術(shù)論文多篇，出版譯著、專著3本。
周衛(wèi)，男，生于1958年9月，祖籍廣西桂林。長期從事半導(dǎo)體工藝技術(shù)研究，技術(shù)領(lǐng)域涵蓋半導(dǎo)體器件工藝研發(fā)、半導(dǎo)體材料與器件表征、半導(dǎo)體器件輻照效應(yīng)、專用半導(dǎo)體設(shè)備研制等。
第1章 IC制造的技術(shù)特點(diǎn)與發(fā)展趨勢
1．1 IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷史與趨勢
1．2 IC制造技術(shù)的特點(diǎn)
1．2．1 以復(fù)雜的物理-化學(xué)過程為主，技術(shù)門檻高
1．2．2 生產(chǎn)效率高
1．2．3 能夠?qū)崿F(xiàn)異常復(fù)雜的電路功能
1．2．4 應(yīng)用極為廣泛
1．2．5 微電子加工技術(shù)可延伸應(yīng)用于相近的其他產(chǎn)業(yè)制造
1．3 本書的線索和章節(jié)內(nèi)容安排
第2章 半導(dǎo)體器件與工藝結(jié)構(gòu)
2．1 總論
2．1．1 器件：基于能級
2．1．2 器件：基于能帶
2．2 集成電路中的常規(guī)器件
2． 2．1．PN結(jié)
2．2．2 雙極晶體管
2．2．3 MOS晶體管
2．3 工藝結(jié)構(gòu)
2．3．1 雙極工藝
2．3．2 NMOS
2．3．3 CMOS
2．3．4 BiCMOS
2．4 其他器件及工藝結(jié)構(gòu)
2．4．1 微機(jī)電系統(tǒng)器件
2．4．2 太陽能電池
2．5 新材料與新器件
2．5．1 FinFET
2．5．2 無結(jié)器件
2．5．3 納米器件
2．5．4 SiGe材料及SiGe HBT
2．5．5 SiC與GaN
2．6 微電子器件的表示
2．6．1 結(jié)構(gòu)單元
2．6．2 單元鏈、截面和微結(jié)構(gòu)體
2．6．3 器件結(jié)構(gòu)分析
2．7 總結(jié)
第3章 IC制造單項(xiàng)工藝技術(shù)
3．1 半導(dǎo)體材料的加工處理
3．1．1 外延
3．1．2 摻雜擴(kuò)散
3．1．3 離子注入
3．2 介質(zhì)/絕緣材料的加工處理
3．2．1 氧化
3．2．2 LPCVD
3．2．3 PECVD
3．3 互連工藝
3．3．1 Al金屬化
3．3．2 Cu金屬化
3．3．3 多晶硅
3．3．4 接觸
3．4 位置與幾何形狀定義
3．4．1 光刻
3．4．2 刻蝕
3．4．3 剝離
3．5 輔助性工藝技術(shù)
3．5．1 化學(xué)清洗
3．5．2 熱處理
3．5．3 平坦化與CMP
3．5．4 工藝質(zhì)量監(jiān)控
3．6 新工藝技術(shù)舉例
3．6．1 ALD原子層淀積技術(shù)
3．6．2 激光加工技術(shù)
3．7 工藝庫
3．8 總結(jié)
第4章 IC制造工藝原理
4．1 工藝模塊與流程
4．1．1 LOCOS工藝模塊
4．1．2 用于銅互連的大馬士革工藝
4．1．3 CV測試短流程
4．1．4 CMOS工藝
4．1．5 BiCMOS工藝
4．2 工藝結(jié)構(gòu)加工制造排序
4．2．1 單元加工的排序及規(guī)則
4．2．2 CMOS結(jié)構(gòu)工藝順序
4．2．3 工藝流程的全展開
4．2．4 工藝流程優(yōu)化
4．3 工藝過程仿真
4．3．1 仿真軟件簡介
4．3．2 流程仿真實(shí)例
4．4 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計
4．5 總結(jié)
第5章 IC制造工藝設(shè)備
5．1 IC制造設(shè)備總論
5．2 IC制造設(shè)備
5．2．1 熱處理
5．2．2 LPCVD
5．2．3 離子注入機(jī)
5．2．4 等離子體加工設(shè)備
5．2．5 光刻及輔助工藝裝備
5．2．6 電學(xué)測試
5．3 總結(jié)
第6章 IC制造的實(shí)施與優(yōu)化
6．1 IC制造的生產(chǎn)規(guī)劃和作業(yè)調(diào)度
6．1．1 IC設(shè)備的產(chǎn)能匹配
6．1．2 IC制造單流程作業(yè)調(diào)度
6．1．3 IC制造多流程作業(yè)調(diào)度
6．1．4 生產(chǎn)過程的狀態(tài)跟蹤
6．2 成品率控制技術(shù)
6．2．1 統(tǒng)計控制
6．2．2 動態(tài)工藝條件技術(shù)
6．2．3 工藝診斷分析
6．3 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
附錄 多晶發(fā)射極NPN晶體管工藝仿真代碼
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