《VLSI概論》






矽積體電路製程的特徵尺寸縮小到深次微米(deep submicron meter)，經歷幾個階段，0.35μm、0.25μm、0.18μm、0.13μm，現階段以達到0.10μm0.07μm。相關的製程、設備、材料 或場務設施，都有革命性的更新和進步。

微影照像是受到影響最大的製程。DRAM的電晶體的閘極結構和材料、工程。高介電常數材料使電容量保持夠大。金屬化 製程、阻障層、內嵌、快閃、鐵電記憶體結構等。

高深寬比的乾蝕刻製程需要高密度電漿；降低阻容延遲(RC delay)使用低介電常數材料和銅製程。新製程有雙大馬士革(dual damascene)、電鍍(electro plating)、無電極電鍍(electroless plating)和∕或金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)。21世紀－奈米元件更製作出單電子電晶體。晶圓尺寸由8吋擴大到12吋，為的不止是提高良 率、提高機器使用率；也考慮到生產力，節省工廠面積、還要兼顧人工學(ergonomics)和減少化學藥液以利環保。

本書配合拙著電子材料、半導體製程設備、工業電子學構成一完整系列。期望給想從事半導體的同學和研究生，或和半導體製程相關行業的工程師、經理、教授、老師們一項便捷的參考。

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  作者介紹

  
  
  
  
  
  張勁燕
  
  現職：逢甲大學電子系副教授
  
  學歷：交通大學電子工程研究所博士
  
  經歷：新加坡Intersil電子公司工程師
  ITT環宇電子公司工程部經理
  台灣電子電腦公司半導體廠廠長
  萬邦電子公司總工程師
  明新工專電子科副教授（或兼科主任）
  逢甲大學電機系副教授（或兼系主任）
  
  專長：半導體元件、物理
  VLSI製程設備及廠務
  奈米科技
  積體電路構裝
  
  作者相關著作：《
  
  
  
  
  
  
  VLSI概論－目錄導覽說明
  
  
  
  
  

  
  
  
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    序
    
    第1章微影照像1
    
    1.1緒論2
    
    1.2ULSI微影技術的延伸與極限6
    
    1.3提升光學微影製程的技術12
    
    1.4深次微米微影照像19
    
    1.5電子束微影技術30
    
    1.6光罩和圖規35
    
    1.7阻劑和抗反射覆蓋42
    
    1.8參考文獻55
    
    1.9習題58
    
    第2章低介電常數材料及其製程59
    
    2.1緒論60
    
    2.2低介電常數材料用於ULSI64
    
    2.3材料種類和演進69
    
    2.4金屬前介電質73
    
    2.5含二氧化矽的介電質75
    
    2.5.1摻氟的二氧化矽（SiOF）75
    
    2.5.2超微孔矽土79
    
    2.5.3摻碳的二氧化矽80
    
    2.6其他的無機低介電常數材料80
    
    2.6.1含氫的矽酸鹽（HSQ）81
    
    2.6.2含甲基的矽酸鹽（MSQ）82
    
    2.6.3黑鑽石83
    
    2.6.4混成有機矽氧烷高分子（HOSP）84
    
    2.6.5氮化硼系84
    
    2.7有機低介電常數材料85
    
    2.7.1芳香族碳氫化合物（SiLK）85
    
    2.7.2摻氟的聚對二甲苯醚（FLARE）87
    
    2.7.3苯并環丁烯（BCB）88
    
    2.7.4氟化的非晶相碳（a-C：F）88
    
    2.7.5含氟的聚對二甲苯（parylene－F，AF－4）91
    
    2.7.6聚四氟乙烯（PTFE）92
    
    2.7.7聚亞醯胺（polyimide）92
    
    2.7.8聚芳烯醚（PAE）94
    
    2.8特性量測、蝕刻96
    
    2.9參考文獻98
    
    2.10習題100
    
    第3章高介電常數材料製程101
    
    3.1緒論102
    
    3.2順電和鐵電材料104
    
    3.3鈦酸鍶鋇和電容結構107
    
    3.4鈦鋯酸鉛和鉭酸鉍鍶鐵電材料113
    
    3.5薄膜製作115
    
    3.5.1氧化鉭薄膜的製作115
    
    3.5.2鉭酸鉍鍶薄膜的製作116
    
    3.5.3鐵電薄膜製作117
    
    3.6鐵電薄膜的可靠度和特性分析119
    
    3.7蝕刻製程121
    
    3.8參考文獻122
    
    3.9習題124
    
    第4章閘極工程技術125
    
    4.1緒論126
    
    4.2深次微米製程的閘極129
    
    4.3金屬矽化物131
    
    4.3.1多晶矽金屬矽化物132
    
    4.3.2自行對齊金屬矽化物製程133
    
    4.3.3矽化物在VLSI的應用137
    
    4.4閘極結構和技術139
    
    4.4.1雙多晶矽閘極139
    
    4.4.2多晶矽鍺閘極技術143
    
    4.4.3金屬閘極製程144
    
    4.5閘極介電層147
    
    4.5.1高介電常數（high K）材料148
    
    4.5.2超薄氧化層149
    
    4.5.3閘極介電層的量測154
    
    4.6淺溝渠隔離156
    
    4.7淺接面和升起式源極汲極160
    
    4.8基板工程164
    
    4.9電漿製程損傷166
    
    4.10未來展望168
    
    4.11參考文獻170
    
    4.12習題171
    
    第5章金屬連線技術173
    
    5.1緒論174
    
    5.2鋁和阻障金屬175
    
    5.3物理氣相沉積181
    
    5.3.1蒸鍍181
    
    5.3.2濺鍍181
    
    5.4先進的物理氣相沉積183
    
    5.4.1過濾式的高垂直方向性濺鍍183
    
    5.4.2離子化的濺鍍技術183
    
    5.4.3提高薄膜遷移率的濺鍍技術184
    
    5.4.4活性離子濺鍍186
    
    5.5化學氣相沉積187
    
    5.5.1低壓化學氣相沉積188
    
    5.5.2電子迴旋共振化學氣相沉積193
    
    5.5.3金屬有機化學氣相沉積195
    
    5.6參考文獻199
    
    5.7習題200
    
    第6章銅製程201
    
    6.1緒論202
    
    6.2銅製程的優缺點204
    
    6.3銅製程應用於ULSI208
    
    6.4擴散阻障層及其製作216
    
    6.4.1離子化金屬電漿219
    
    6.4.2磁控濺鍍222
    
    6.4.3金屬有機化學氣相沉積223
    
    6.5銅晶種層及其製作224
    
    6.5.1離子化金屬電漿224
    
    6.5.2金屬有機化學氣相沉積225
    
    6.5.3無電極電鍍226
    
    6.6電鍍銅231
    
    6.7其他沉積銅的方法237
    
    6.7.1金屬有機化學氣相沉積237
    
    6.7.2選擇性沉積239
    
    6.7.3指向性濺鍍242
    
    6.7.4乾式填洞法245
    
    6.7.5電子迴旋共振電漿濺鍍混合法246
    
    6.7.6雷射退火回流法246
    
    6.7.7銅合金化製程247
    
    6.8銅的蝕刻249
    
    6.8.1濕式蝕刻249
    
    6.8.2乾式蝕刻249
    
    6.8.3化學機械研磨250
    
    6.9製程難題和化學機械研磨251
    
    6.10環保對策255
    
    6.11參考文獻262
    
    6.12習題264
    
    第7章高密度電漿乾蝕刻267
    
    7.1緒論268
    
    7.2高密度電漿源269
    
    7.3電子迴旋共振（ECR）蝕刻276
    
    7.3.1物理機制278
    
    7.3.2微波系統281
    
    7.3.3蝕刻機系統287
    
    7.4感應耦合式電漿（ICP）蝕刻296
    
    7.4.1蝕刻機系統298
    
    7.4.2靜電吸盤302
    
    7.4.3電腦模擬和控制303
    
    7.5電漿特性檢測306
    
    7.5.1蘭牟爾探針306
    
    7.5.2毫米波干涉儀309
    
    7.5.3離子能量分析儀309
    
    7.5.4光譜量測與分析309
    
    7.5.5溫度量測319
    
    7.6製程監督和終點偵測310
    
    7.6.1雷射干涉儀和雷射反射311
    
    7.6.2光發射光譜術311
    
    7.6.3質譜儀313
    
    7.7晶圓電漿洗淨314
    
    7.8參考文獻317
    
    7.9習題319
    
    第8章半導體記憶體元件321
    
    8.1緒論322
    
    8.2製程技術發展的趨勢324
    
    8.3DRAM的電容器328
    
    8.3.1溝槽電容333
    
    8.3.2堆疊電容336
    
    8.3.3製程整合339
    
    8.4內嵌式DRAM340
    
    8.5快閃記憶體349
    
    8.5.1記憶胞結構350
    
    8.5.2記憶體陣列361
    
    8.6鐵電記憶體369
    
    8.7參考文獻376
    
    8.8習題378
    
    第9章十二吋晶圓379
    
    9.1緒論380
    
    9.2晶圓的品質規格382
    
    9.3晶圓切片拋光和清洗383
    
    9.4晶圓洗淨384
    
    9.5晶圓回收390
    
    9.6自動化391
    
    9.7離子植入393
    
    9.8參考文獻397
    
    9.9習題398
    
    第10章半導體奈米元件399
    
    10.1緒論400
    
    10.2奈米科技在半導體402
    
    10.3奈米材料405
    
    10.4奈米電子元件的製作和應用408
    
    10.5單電子電晶體411
    
    10.6掃描探針量測419
    
    10.7參考文獻425
    
    10.8習題426
    
    第11章廠務設施427
    
    11.1緒論428
    
    11.2潔淨室430
    
    11.3化學污染及化學空氣過濾器435
    
    11.4迷你環境和局部潔淨化438
    
    11.5傳輸設備系統443
    
    11.6氣體445
    
    11.7質流控制器447
    
    11.8超純水448
    
    11.8.1高效率逆滲透系統（HERO）449
    
    11.8.2電極游離化450
    
    11.9地震災害及對策453
    
    11.10參考文獻459
    
    11.11習題460
    
    索引463
    
    
  
  
  

  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  語言：中文繁體
  規格：平裝
  分級：普級
  
  
  
  出版地：台灣