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◆图书简介◆
《半导体干法刻蚀技术(原书第2版)》是一本全面系统的干法刻蚀技术论著。针对干法刻蚀技术,在内容上涵盖了从基础知识到最新技术,使初学者能够了解干法刻蚀的机理,而无需复杂的数值公式或方程。《半导体干法刻蚀技术(原书第2版)》不仅介绍了半导体器件中所涉及材料的刻蚀工艺,而且对每种材料的关键刻蚀参数、对应的等离子体源和刻蚀气体化学物质进行了详细解释。《半导体干法刻蚀技术(原书第2版)》讨论了具体器件制造流程中涉及的干法刻蚀技术,介绍了半导体厂商实际使用的刻蚀设备的类型和等离子体产生机理,例如电容耦合型等离子体、磁控反应离子刻蚀、电子回旋共振等离子体和电感耦合型等离子体,并介绍了原子层沉积等新型刻蚀技术。[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]
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◆ 目录:◆译者序第2版前言第1版前言第1章 半导体集成电路的发展与干法刻蚀技术 1.1 干法刻蚀的概述 1.2 干法刻蚀的评价参数 1.3 干法刻蚀在 LSI的高度集成中的作用参考文献 第2章 干法刻蚀的机理 2.1 等离子体基础知识2.1.1 什么是等离子体2.1.2 等离子体的物理量 2.1.3 等离子体中的碰撞反应过程 2.2 离子鞘层及离子在离子鞘层中的行为2.2.1 离子鞘和 Vdc2.2.2 离子鞘层中的离子散射 2.3 刻蚀工艺的设置方法 2.3.1 干法刻蚀的反应过程 2.3.2 各向异性刻蚀的机理2.3.3 侧壁保护工艺 2.3.4 刻蚀速率 2.3.5 选择比2.3.6 总结 参考文献 第3章 各种材料刻蚀 3.1 栅极刻蚀 3.1.1 多晶硅的栅极刻蚀 3.1.2 CD的晶圆面内均匀性控制 3.1.3 WSi2/多晶硅的栅极刻蚀 3.1.4 W/WN/多晶硅的栅极刻蚀 3.1.5 Si衬底刻蚀 3.2 SiO2刻蚀 3.2.1 SiO2刻蚀机理 3.2.2 SiO2刻蚀的关键参数 3.2.3 SAC刻蚀 3.2.4 侧墙刻蚀 3.3 布线刻蚀 3.3.1 Al布线刻蚀 3.3.2 Al布线的防后腐蚀处理技术 3.3.3 其他布线材料的刻蚀 3.4 总结 参考文献 第4章 干法刻蚀设备 4.1 干法刻蚀设备的历史 4.2 桶式等离子体刻蚀机 4.3 CCP等离子体刻蚀机 4.4 磁控管 RIE 4.5 ECR等离子体刻蚀机 4.6 ICP等离子体刻蚀机 4.7 干法刻蚀设备实例4.8 静电卡盘4.8.1 静电卡盘的种类及吸附原理 4.8.2 晶圆温度控制的原理参考文献第5章 干法刻蚀损伤 5.1 Si表面层引入的损伤5.2 电荷积累损伤 5.2.1 电荷积累损伤的评估方法 5.2.2 产生电荷积累的机理 5.2.3 各种刻蚀设备的电荷积累评估及其降低方法 5.2.4 等离子体处理中栅氧化膜击穿的机理 5.2.5 因图形导致的栅氧化膜击穿 5.2.6 温度对栅氧化膜击穿的影响 5.2.7 基于器件设计规则的电荷积累损伤对策 参考文献 第6章 新的刻蚀技术 6.1 Cu大马士革刻蚀 6.2 Low-k刻蚀 6.3 使用多孔 Low-k的大马士革布线 6.4 金属栅极 /High-k刻蚀 6.5 FinFET刻蚀 6.6 多重图形化 6.6.1 SADP 6.6.2 SAQP6.7 用于 3D NAND/DRAM的高深宽比孔刻蚀技术 6.8 用于 3D IC的刻蚀技术 参考文献 第7章 原子层刻蚀(ALE) 7.1 ALE的原理 7.2 ALE的特性 7.2.1 Si、GaN和 W的 ALE工艺顺序 7.2.2 自限性反应 7.2.3 去除步骤中 EPC的离子能量依赖性 7.2.4 表面平坦度 7.3 ALE的协同效应 7.4 影响 EPC和溅射阈值的参数 7.5 SiO2 ALE 7.6 总结参考文献 第8章 未来的挑战和展望 8.1 干法刻蚀技术革新 8.2 今后的课题和展望 8.3 工程师的准备工作 参考文献 第2版前言《半导体干法刻蚀技术》自 2012年出版第1版以来,作为指导一线工作人员的书籍,以及作为企业、大学的教科书,已被广为阅读。在此期间,半导体技术尺寸微缩和集成度提升的发展步伐从未停止,一代代的新技术层出不穷。逻辑器件的特征尺寸已小于10nm,这就需要原子级的工艺控制技术。目前,原子层刻蚀作为干法刻蚀技术已处于实用化阶段。闪存技术已转到以3D NAND为代表的三维结构, 96层的3D NAND已经量产。这里就需要用到深宽比为 60以上的深孔刻蚀技术。此外,第1版中介绍的双重图形化技术已经得到进一步发展,可以制备10nm以下图形的自对准四重图形化(SAQP)技术已经在批量生产中使用。在此背景下,我们决定出版增加了最新技术信息的第2版,以满足从事半导体最前沿技术开发和制造的读者需求。《半导体干法刻蚀技术(原书第2版)》包含了上述新技术,也就是现在最热门的话题:1)原子层刻蚀;2)面向3D NAND的高深宽比孔刻蚀;3)新增 SAQP技术的同时,对现有技术的进步也进行了部分修改,例如提高晶圆面内的尺寸均匀性和腔体内壁对工艺的影响等。此外,在等离子体损伤方面,增加了栅氧化膜击穿机理以及温度对栅氧化膜击穿的影响等,可以让读者更加深入地了解这些现象。在编写第2版时,我们没有改变第1版时的想法,就是让初学者在不使用复杂公式的情况下,更容易理解干法刻蚀的机理。《半导体干法刻蚀技术(原书第2版)》旨在帮助读者系统地理解干法刻蚀从基础、设备到最前沿应用技术的方方面面,同时也尽可能提供贴近实践的相关知识。《半导体干法刻蚀技术(原书第2版)》融合了最新技术,希望能够成为从事干法刻蚀相关工作的工程师们开展工作的指南。野尻一男◆ 作者简介:◆野尻一男,1973年于群马大学工学部电子工学科本科毕业,1975年于群马大学工学研究科硕士毕业。1975年加入日立制作所,在半导体事业部从事CVD、器件集成、干法刻蚀的研究开发;特别是对ECR等离子刻蚀和充电损伤进行了开创性研究;作为技术开发领域的领导者,他还担任过多个管理职位。2000年加入泛林集团日本公司并担任董事兼CTO。2019年,独立并作为 Nanotech Research 的代表提供技术和管理咨询。1989年因“磁场微波等离子体刻蚀技术的开发及实用化”获得大河内纪念奖;1994年因“低温干法刻蚀设备的开发”获得日本机械工业振兴会通产大臣奖;获得2019年度DPS西泽奖。◆ 译者简介:◆王文武,研究员、博士生导师,现任职于中国科学院重大科技任务局。2006年于日本东京大学获得工学博士学位。长期致力于集成电路先进工艺与器件技术研究,先后主持多项国家级科研任务,发表论文两百余篇,授权发明专利六十余项。许恒宇,研究员、博士生导师,曾任职于中国科学院微电子研究所。2006年本科毕业于四川大学微电子学专业,同年留学日本。长期以来一直从事功率半导体器件的仿真设计、工艺开发整合和可靠性失效机理分析等工作,尤其在碳化硅等高压大功率器件的产业化方面具有丰富的经验。王盛凯,研究员、博士生导师,现任职于中国科学院微电子研究所。2006年、2008年在哈尔滨工业大学材料物理与化学系取得学士和硕士学位,2011年博士毕业于日本东京大学。长期以来一直从事半导体器件物理、界面物理以及器件工艺研究,发表论文一百余篇,授权发明专利五十余项。 译者序为了进一步满足国内半导体技术和产业的发展需求,引进并翻译国外权威书籍一直是非常有意义的事。本次应机械工业出版社的邀请,我们很荣幸能够承担《半导体干法刻蚀技术(原书第2版)》的翻译工作。《半导体干法刻蚀技术(原书第2版)》是干法刻蚀领域国际权威专家野尻一男的精华之作,与其他出版物有所不同,《半导体干法刻蚀技术(原书第2版)》采用独特的方法帮助读者理解干法刻蚀的基础知识及其应用。它避免了繁琐的数学方程,旨在使干法刻蚀机理易于理解。《半导体干法刻蚀技术(原书第2版)》的结构使读者能够系统地了解刻蚀过程本身,然后深入了解设备和新技术。特别地,《半导体干法刻蚀技术(原书第2版)》专门讨论了等离子体损伤问题并加入了原子层刻蚀等前沿技术,并全面介绍了相关主题。我们相信《半导体干法刻蚀技术(原书第2版)》将成为从事干法刻蚀开发的工程师、科研人员以及相关专业大学生的重要参考书。通过《半导体干法刻蚀技术(原书第2版)》的阅读可以帮助读者建立对干法刻蚀技术的深入理解,从而提升在这一领域的技术能力和实践经验。干法刻蚀技术在半导体工艺中扮演着与光刻技术媲美的关键角色,它涉及针对不同材料采用特定设备和工艺技术,以及不断发展的新技术,是实现半导体器件缩小和提高集成水平的必备手段。干法刻蚀过程中带电粒子引起的等离子体损伤直接影响器件的良率,因此了解其机理和解决方案至关重要。此外,干法刻蚀技术在图形化技术方面具有重要意义,因为它对尺寸精度和均匀性起着决定性的作用。在延展摩尔定律、超越摩尔定律、超越 CMOS的时代背景下,干法刻蚀技术也在向着原子级精准、大尺寸均匀、极低损伤的方向不断演进和发展,以满足在材料和结构的加工方面日益提高的要求,因此需要工程师们对干法刻蚀技术有更深入的了解。干法刻蚀技术的本质是由物理化学反应驱动的过程,它涉及发生于刻蚀室内的复杂现象,因此需要全面的电学、物理学和化学知识。由于国内在这方面的专业书籍仍较为欠缺,干法刻蚀工程师们常常是在没有充分理解的情况下投入工作的,所以在接到某种特定结构或材料的刻蚀需求时,在刻蚀气体选择、刻蚀条件优化、刻蚀机型确定等方面多是基于经验的判断甚至是直觉,这显然存在知识的局限性。作为译者,由于时间仓促以及知识的局限性,在翻译过程中可能存在一些错误,敬请各位读者朋友耐心指正。尊敬的读者,无论您是刚刚接触干法刻蚀技术还是希望进一步提升专业知识,我们都坚信《半导体干法刻蚀技术(原书第2版)》将成为您不可多得的学习和参考资料。它将揭示干法刻蚀技术的奥秘,为您的工作和研究带来巨大的价值和启发,引领您在这个快速发展的领域中取得更大的成功。王文武
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