出版日期:2005年7月
随着科学技术的日益发展,信息产业在国民经济中占有相当大的比重,而微电子技术是信息产业的核心。近些年来,随着微电子技术迅猛发展,集成电路规模不断增大、集成度日益提高、器件尺寸逐年减小,已经迈入GLSI时代, 同时也标志人类进入了一个高度信息化的时代。
集成电路工艺技术的不断发展以及微细加工的逐渐成熟,实现了集成电路特征尺寸进入纳米级,且运行速度越来越快、电路规模越来越大、功能越来越强。形成了IC的小型化、智能化、低成本、高可靠、高效率等特点。
随着微电子工艺技术与产品在国家经济中占有越来越大的比例,近些年来我国也较重视微电子行业的发展,微电子技术是一个知识密集型的技术领域,涉及化学、机械、物理、摩擦学、流体力学、物理化学、材料学等多种学科。在微电子工艺中化学作用是至关重要的因素。微电子器件制备过程中很多工序都要利用化学作用来完成,而化学作用的效果将直接影响器件的可靠性和成品率。
近年来与微电子相关的文献、资料较多,技术领域越来越宽。但有关微电子化学基础方面的著作较少,贴近工业生产的资料更少,这就使得许多有心钻研此领域的大专院校师生、工程技术人员,苦于没有一本系统的专业书籍可供教学、科研、产业化参考。
为了适应微电子行业在我国迅猛发展的趋势及对高层微电子技术人才需求的持续增加,刘玉岭教授和他的博士生李薇薇、周建伟老师等组成了编写组,以作者多年的科研、教学经验为基础,并收集了大量文献资料及著名学者(如孙以材、谢希文、林明献、张俊彦、毕克允等)的著作作为参考,经过系统整理,编撰了本书,以满足高等院校、有关科研单位和企业工程技术人员急需。
本书主要介绍了衬底材料化学特性、净化技术、IC制备等相关化学基础等,各章节之间在技术上既有独立性,又和其他章节相关联。在编排上基本以IC工艺制备为主线,并以技术中的化学原理为重点,介绍了最新的科研技术以及新技术发展趋势与展望。
第1章中介绍了硅材料以及硅化合物的化学性质,半导体工业的相关化学用品。
第2章重点介绍了目前主流的硅单晶的加工中化学原理,超大规模集成电路硅衬底的抛光原理。
第3章介绍了微电子制备工程中环境的洁净要求及技术,超净高纯试剂纯化机理。
第4章介绍了清洗工程中净化水的制备原理以及方法,重点介绍反渗透制备法。
第5章详细介绍了硅片清洗技术的基本原理、常用试剂、清洗设备等,并展望了未来清洗技术的发展趋势。
第6章重点介绍键合的基本原理和基本方法。键合晶片的测试技术与原理键合技术在微电子中的应用。
第7章介绍腐蚀的方法及原理,表面微机械加工技术与原理。
第8章集中介绍了SiO2的结构、性质、制备原理等,介绍了SiO2中杂质分析,SiO2质量检测手段等。
第9章主要介绍了蚀刻技术及原理,并着重介绍了湿式蚀刻和干式蚀刻技术。
第10章介绍了多层布线与全局平面化技术的意义作用及相关的机理,CMP中测定与工程种类的关系并展望了CMP技术的未来发展方向。
第11章介绍了电镀原理、化学镀原理,并重点介绍了水溶性涂料性质、作用、应用范围等。
本书的服务对象,着重于高等院校学生、研究生及从事微电子技术相关领域的工程技术人员。因为本书涉及微电子工艺中的各种化学过程,各单位可以根据需要选取不同章节进行教学。希望本书对我国微电子行业技术发展、工艺水平提高会起到很好的促进作用。
全书主要由刘玉玲、李薇薇、周建伟编写。参与编撰的还有檀柏梅、王胜利、王娟、牛新环、尹睿、张远祥、袁育杰、赵之雯、李广福等。谨在此对提供支持和帮助的同事和友人表示衷心感谢!
因为本书涉及知识面广,时间短促,水平有限,难免有不当之处,恳请广大读者批评指正。
编者
2005年1月
微电子化学技术基础目录
1硅材料及硅化合物化学性质1
11硅的化学性质1
12硅化合物的化学性质3
13超净高纯试剂21
14半导体工业用化学品26
15电子工业用光刻胶、涂料和黏合剂30
2超大规模集成电路衬底加工38
21硅单晶的加工成形技术38
22超大规模集成电路硅衬底的抛光54
参考文献65
3微电子技术中的环境净化67
31厂房的洁净技术基础67
32高纯气体制备机理75
33超净高纯试剂纯化机理105
4洗净工程中净化水的制备机理109
41天然水中的杂质109
42超纯水112
43离子交换树脂116
44电渗析法制备纯水的原理121
45反渗透法制备纯水的原理125
46反渗透膜的技术现状131
47反渗透膜的污染与清洗135
48反渗透膜生物污染与防治138
5净洗技术工程148
51概述148
52晶片清洗的基本理论及方法151
53颗粒吸附状态分析及优先吸附模型154
54表面活性剂157
55硅片清洗的常用方法与技术160
56清洗设备的结构168
57溶液清洗技术的研究现状169
58新型兆声清洗172
参考文献173
6键合技术工程175
61键合的基本原理及基本要求175
62几种主要的键合方法176
63键合晶片的表征测试方法177
64键合技术在微电子学中的应用178
65键合技术的应用189
参考文献205
7微机械加工技术工程206
71各向异性腐蚀209
72各向同性腐蚀238
73阳极腐蚀245
74电钝化腐蚀250
75表面微机械加工技术260
76干法腐蚀269
77LIGA技术工艺及推广277
参考文献283
8微电子器件氧化技术工程285
81二氧化硅的结构286
82二氧化硅的性质287
83二氧化硅膜的制备及其原理290
84二氧化硅硅界面的物理性质307
85二氧化硅玻璃中的杂质308
86杂质在二氧化硅中的扩散312
87二氧化硅膜质量的检验316
9蚀刻技术321
91简介321
92蚀刻技术中的术语321
93湿式蚀刻322
94干式蚀刻324
参考文献329
10多层布线与全局平面化技术330
101化学机械研磨在新一代大型集成电路中所扮演的角色331
102超精密研磨技术与CMP之基础——CMP的定位与CMP研磨的机制336
103CMP的要素技术342
104CMP中测定与工程种类的关系374
105CMP的未来375
参考文献377
11电镀与化学镀379
111电镀概述379
112化学镀原理387
113水溶性涂料391
参考文献392
附录394
本书可作为电子科学与技术学科高等教材,也可作为教师、研究生的专业参考书,同时对从事微电子方面的企业和科研单位的专业技术人员也有重要的参考价值。
微电子化学技术基础内容介绍:
本书介绍了超大规模集成电路相关的化学技术。全书共分11章,内容涉及硅材料及硅化合物化学性质、衬底加工、环境净化、净化水的制备、净洗技术、硅气相外延、键合、微机械加工、器件氧化、扩散与离子注入、制版、蚀刻、多层布线与全局平面化、电镀与化学镀以及金属处理。
本书可作为电子科学与技术学科高等教材,也可作为教师、研究生的专业参考书,同时对从事微电子方面的企业和科研单位的专业技术人员也有重要的参考价值。
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