《超大规模集成电路工艺原理 硅和砷化镓》求取 ⇩

目录1

第一章 材料性质1

1.1 晶体结构1

1.2 晶轴和晶面4

1.3 取向效应6

1.3.1 硅6

1.3.2 砷化镓8

1.4 晶体缺陷9

1.4.1 点缺陷9

1.4.1.1 热涨落效应12

1.4.1.2 蒸气压效应13

1.4.1.3 硅中的杂质15

1.4.1.4 砷化镓中的杂质18

1.4.2 位错22

1.4.2.1 螺旋位错23

1.4.2.2 棱位错24

1.4.2.3 位错运动25

1.4.2.4 位错的增殖26

1.4.2.5 孪晶26

1.5.1 点缺陷27

1.5 缺陷的电学性质27

1.5.2 位错28

参考文献30

习题31

第二章 相图和固溶度32

2.1 一元相图32

2.2 二元相图33

2.2.1 杠杆规则33

2.2.2 相律33

2.2.3 同晶相图34

2.2.4 共晶相图36

2.2.5 同组成变化38

2.2.6 包晶反应及其它反应40

2.2.7 氧化物体系的相图44

2.3 固溶度46

2.4 三元相图47

2.4.1 等温截面图49

2.4.2 同组成熔融化合物49

2.4.3 自由度50

2.4.4 一些感兴趣的三元体系50

参考文献54

3.1 原材料55

第三章 晶体生长和掺杂55

3.2 熔体生长方法57

3.2.1 布里奇曼方法57

3.2.2 切克劳斯基方法57

3.2.2.1 液封技术58

3.2.2.2 直接化合59

3.2.2.3 完整晶体的生长条件59

3.3 熔体掺杂60

3.3.1 快速搅拌条件61

3.3.2 部分搅拌条件63

3.3.3 组元过冷64

3.4 熔体生长晶体的性质65

3.5 溶液生长66

3.6 区域熔炼法67

3.6.1 区熔提纯67

3.6.2 区熔均匀掺杂法68

3.6.3 区熔提纯晶体的中子掺杂69

3.7 区熔材料的性质70

参考文献71

习题72

4.1 扩散的本质73

第四章 扩散73

4.1.1 填隙式移动74

4.1.2 替代式移动75

4.1.3 填隙-替代式移动75

4.2 浓度梯度引起的扩散76

4.2.1 扩散系数77

4.2.2 场辅助迁移78

4.2.3 与带电缺陷的交互作用79

4.2.4 离解过程81

4.3 硅中杂质的性质82

4.3.1 替代式扩散杂质83

4.3.2 填隙-替代式扩散杂质87

4.4 砷化镓中杂质的性质90

4.5 扩散方程92

4.5.1 D＝常数的情形92

4.5.1.1 恒定源扩散92

4.5.1.2 有限源扩散94

4.5.1.3 两步法扩散95

4.5.1.4 逐次扩散97

4.5.2 D＝f（N）的情形97

4.5.2.1 填隙-替代式扩散杂质98

4.5.2.2 替代式扩散杂质99

4.5.3 侧向扩散效应101

4.6 扩散系统102

4.6.1 掺杂源的选择104

4.6.2 玷污控制106

4.7 硅的扩散系统107

4.7.1 硼107

4.7.2 磷109

4.7.3 砷110

4.7.4 锑111

4.7.5 金和铂111

4.8 硅扩散的一些具体问题111

4.8.1 氧化物生长过程中的再分布112

4.8.4 硅中的磷114

4.8.2 硅中的硼114

4.8.3 硅中的砷114

4.8.5 发射极—推挤效应116

4.8.6 金和铂的择优掺杂118

4.9 砷化镓的扩散系统118

4.9.1 三元系观点119

4.9.2 封管扩散120

4.9.3 开管扩散124

4.9.4 掩蔽扩散125

4.10.1 结深126

4.10 扩散层的检验技术126

4.10.2 薄层电阻127

4.10.3 表面浓度128

4.10.4 硅中的扩散层128

4.10.4.1 高浓度扩散层132

4.10.5 砷化镓中的扩散层133

参考文献136

习题139

第五章 外延140

5.1.1 反应物输运141

5.1 气相外延（VPE）141

5.1.2 衬底上的反应物气流142

5.1.3 衬底上的反应144

5.1.4 成核与生长144

5.1.5 稳态生长146

5.1.6 外延系统设计148

5.2 硅气相外延工艺150

5.2.1 外延生长的化学原理150

5.2.2 外延系统和工艺151

5.2.3 生长前的原位腐蚀152

5.2.4 生长时的杂质再分布152

5.2.4.1 侧向自掺杂156

5.2.5 选择外延157

5.2.5.1 图形漂移158

5.2.6 生长缺陷158

5.3 砷化镓气相外延工艺160

5.3.1 概述160

5.3.2 生长对策162

5.3.3 Ga-AsCl3-H2工艺162

5.3.4 Ga-AsH3-HCl-H2工艺164

5.3.5 （CH3）3Ga-AsH3-H2工艺［40］164

5.3.6 掺杂166

5.3.7 取向效应167

5.3.7.1 选择外延169

5.3.8 生长缺陷170

5.4 液相外延（LPE）170

5.4.1 溶剂的选择171

5.4.2 成核172

5.4.3 生长173

5.4.3.1 组元过冷176

5.4.4 原位腐蚀176

5.4.5 掺杂177

5.5.1 流体力学178

5.5 液相外延系统178

5.5.2 垂直系统179

5.5.3 水平系统179

5.5.4 生长缺陷181

5.6 异质外延181

5.6.1 蓝宝石上生长硅181

5.6.2 在砷化镓上生长铝镓砷182

5.6.2.1 气相外延生长183

5.6.2.2 液相外延生长183

5.7 外延层的检验183

5.7.1 薄层电阻184

5.7.2 迁移率和载流子浓度185

5.7.3 杂质截面187

参考文献188

习题191

第六章 离子注入192

6.1 穿透深度193

6.1.1 核阻止196

6.1.2 电子阻止199

6.1.3 射程200

6.1.4 侧向效应204

6.2 注入损伤207

6.3 退火209

6.3.1 硅的退火特性210

6.3.2 砷化镓的退火特性212

6.4 离子注入系统216

6.4.1 离子源218

6.4.2 加速器219

6.4.3 质量分析器219

6.4.4 离子束扫描220

6.4.5 束流测量221

6.5.2 多次注入222

6.5.1 退火时的扩散效应222

6.5 注入工艺222

6.5.3 掩蔽224

6.5.4 注入层接触226

6.5.5 通过氧化膜注入227

6.5.5.1 结227

6.5.5.2 电阻器228

6.6 离子注入在硅中的应用229

6.6.1 双极型器件229

6.6.2 MOS器件230

6.7 离子注入在砷化镓中的应用232

6.7.1 场效应晶体管器件233

6.7.2 集成电路234

参考文献235

习题237

第七章 本征氧化膜238

7.1 硅的热氧化238

7.1.1 本征氧化硅玻璃238

7.1.2 掺杂氧化硅玻璃239

7.1.2.1 替代式杂质239

7.1.2.2 填隙式杂质240

7.1.2.3 水汽240

7.1.3 氧化物的生成241

7.1.4 氧化物生长动力学242

7.1.4.1 早期生长阶段243

7.1.4.2 掺杂效应245

7.1.4.3 取向效应245

7.1.5 氧化系统246

7.1.6 卤化物氧化系统249

7.1.7 氧化诱发的层错250

7.1.8 硅热氧化膜的性质250

7.1.8.1 掩蔽性质250

7.1.8.2 电荷态252

7.1.8.3 热电子效应254

7.2 砷化镓的热氧化255

7.3 阳极氧化256

7.3.1 氧化物生长258

7.3.2 阳极氧化系统259

7.3.3 阳极氧化膜的性质260

7.4 等离子体的阳极化261

7.5 氧化膜的检验262

参考文献264

习题266

8.1 保护膜及掩膜267

第八章 淀积膜267

8.1.1 二氧化硅268

8.1.2 磷硅玻璃269

8.1.3 氮化硅271

8.1.3.1 氮氧化硅272

8.1.4 非晶硅膜272

8.1.5 自对准掩膜273

8.1.5.1 多晶硅274

8.1.5.2 硅化物276

8.1.5.3 难熔金属277

8.2 掺杂用薄膜278

8.2.1 硅的掺杂源279

8.2.2 砷化镓的掺杂源280

8.3 互连用膜281

8.3.1 单层金属互连283

8.3.2 电迁移效应284

8.3.3 多层金属互连285

8.4 欧姆接触用膜286

8.4.1 单层接触287

8.4.2 Kirkendall效应288

8.4.3 多层接触290

8.4.4 管芯键合292

8.5 肖特基二极管用膜293

参考文献298

第九章 腐蚀与清洗302

9.1 湿法化学腐蚀303

9.1.1 晶体材料303

9.1.2 硅的腐蚀304

9.1.3 砷化镓的腐蚀306

9.1.4 各向异性腐蚀308

9.1.4.1 硅310

9.1.4.2 砷化镓310

9.1.5 结晶学腐蚀310

9.1.6 非晶薄膜311

9.1.6.1 二氧化硅膜312

9.1.6.2 磷硅玻璃（PSG）312

9.1.6.3 混合氧化物313

9.1.6.4 氮化硅313

9.1.6.5 多晶硅和半绝缘多晶硅314

9.1.6.6 硅化物315

9.1.6.7 金属315

9.2 等离子腐蚀315

9.2.1 去胶317

9.2.2 负载效应318

9.2.3 图形刻蚀319

9.3 等离子辅助腐蚀322

9.3.1 溅射腐蚀323

9.3.2 离子磨铣325

9.4 清洗326

9.4.1 肖特基二极管及肖特基栅328

参考文献334

习题338

第十章 光刻工艺339

10.1 图形发生及制版339

10.1.1 光学制版340

10.1.2 电子束技术〔2，3〕342

10.2 光刻及腐蚀343

10.2.1 光学光刻技术344

10.2.1.1 剥离技术347

10.2.2 电子束光刻348

10.2.3 离子束光刻350

10.2.4 光电子光刻350

10.2.5 X射线光刻［21］351

10.2.6 光刻胶352

10.3 缺陷354

10.3.2 光刻及腐蚀缺陷355

10.3.1 掩模版缺陷355

参考文献357

第十一章 器件和电路的制造工艺359

11.1 隔离359

11.1.1 台面隔离360

11.1.2 氧化隔离360

11.1.3 p-n结隔离362

11.2 自对准363

11.3 局部氧化364

11.4 平面化367

11.5 金属布线369

11.6 吸杂370

11.7 MOS集成电路371

11.7.1 p沟道晶体管372

11.7.2 n沟道晶体管372

11.7.3 互补晶体管373

11.7.4 不挥发存储器375

11.7.5 硅-蓝宝石器件376

11.8 金属半导体场效应集成电路377

11.8.1 耗尽型晶体管377

11.8.2 增强型晶体管379

11.8.3 数字电路制造方法380

11.9 BJT集成电路381

11.9.1 埋层382

11.9.2 晶体管类型的选择383

11.9.3 晶体管的性能384

11.9.3.1 击穿电压384

11.9.3.2 增益-带宽积385

11.9.3.3 有源寄生385

11.9.4 p-n-p晶体管386

11.9.5 专用双极型晶体管387

11.9.6 场效应晶体管388

11.9.7 自隔离VLSI晶体管389

11.9.8 二极管391

11.9.9 电阻393

11.9.9.1 扩散形成的电阻393

11.9.8.1 肖特基二极管393

11.9.9.2 离子注八电阻396

11.9.9.3 薄膜电阻396

11.9.10 电容396

参考文献399

A.1.1 反射和叠加原理403

A.1.2 推广的初值条件403

A.1 扩散系统恒定时的解403

附录 扩散数学403

A.1.3 狭缝扩散404

A.1.4 几种常用的解407

A.1.5 一些常用的误差函数关系408

A.1.6 向半无限物体扩散的通解408

A.2 扩散系数与时间有关时的解410

A.2.1 扩散炉的斜坡式变温410

A.3 扩散系数与浓度有关时的解411

A.4 扩散系数的确定413

A.4.1 p-n结法413

A.4.2 Boltzmann-Matano方法［5］413