好书推荐：《集成电路制造工艺与工程应用第2版》

◆图书简介◆

《集成电路制造工艺与工程应用 第2版》在第1版的基础上新增了大量新工艺彩图，配备了PPT课件和17小时的课程视频。

《集成电路制造工艺与工程应用 第2版》以实际应用为出发点，抓住目前半导体工艺的工艺技术逐一进行介绍，例如应变硅技术、HKMG技术、SOI技术和FinFET技术。然后从工艺整合的角度，通过图文对照的形式对典型工艺进行介绍，例如隔离技术的发展、硬掩膜版工艺技术、LDD工艺技术、Salicide工艺技术、ESD IMP工艺技术、Al和Cu金属互连，并将这些工艺技术应用于实际工艺流程中，通过实例让大家能快速地掌握具体工艺技术的实际应用。本书旨在向从事半导体行业的朋友介绍半导体工艺技术，给业内人士提供简单易懂并且与实际应用相结合的参考书。本书也可供微电子学与集成电路专业的学生和教师阅读参考。

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◆ 目录：◆

第1章引言

1.1崛起的CMOS工艺制程技术

1.1.1双极型工艺制程技术简介

1.1.2PMOS工艺制程技术简介

1.1.3NMOS工艺制程技术简介

1.1.4CMOS工艺制程技术简介

1.2特殊工艺制程技术

1.2.1BiCMOS工艺制程技术简介

1.2.2BCD工艺制程技术简介

1.2.3HV-CMOS工艺制程技术简介

1.3MOS集成电路的发展历史

1.4MOS器件的发展和面临的挑战

参考文献

第2章先进工艺制程技术

2.1应变硅工艺技术

2.1.1应变硅技术的概况

2.1.2应变硅技术的物理机理

2.1.3源漏嵌入SiC应变技术

2.1.4源漏嵌入SiGe应变技术

2.1.5应力记忆技术

2.1.6接触刻蚀阻挡层应变技术

2.2HKMG工艺技术

2.2.1栅介质层的发展和面临的挑战

2.2.2衬底量子效应

2.2.3多晶硅栅耗尽效应

2.2.4等效栅氧化层厚度

2.2.5栅直接隧穿漏电流

2.2.6高介电常数介质层

2.2.7HKMG工艺技术

2.2.8金属嵌入多晶硅栅工艺技术

2.2.9金属替代栅极工艺技术

2.3SOI工艺技术

2.3.1SOS技术

2.3.2SOI技术

2.3.3PD-SOI

2.3.4FD-SOI

2.4FinFET和UTB-SOI工艺技术

2.4.1FinFET的发展概况

2.4.2FinFET和UTB-SOI的原理

2.4.3FinFET工艺技术

参考文献

集成电路制造工艺与工程应用第2版

目录

第3章工艺集成

3.1隔离技术

3.1.1pn结隔离技术

3.1.2LOCOS（硅局部氧化）隔离技术

3.1.3STI（浅沟槽）隔离技术

3.1.4LOD效应

3.2硬掩膜版（Hard Mask）工艺技术

3.2.1硬掩膜版工艺技术简介

3.2.2硬掩膜版工艺技术的工程应用

3.3漏致势垒降低效应和沟道离子注入

3.3.1漏致势垒降低效应

3.3.2晕环离子注入

3.3.3浅源漏结深

3.3.4倒掺杂阱

3.3.5阱邻近效应

3.3.6反短沟道效应

3.4热载流子注入效应与轻掺杂漏（LDD）工艺技术

3.4.1热载流子注入效应简介

3.4.2双扩散漏（DDD）和轻掺杂漏（LDD）工艺技术

3.4.3

侧墙（Spacer Sidewall）工艺技术

3.4.4轻掺杂漏离子注入和

侧墙工艺技术的工程应用

3.5金属硅化物技术

3.5.1Polycide工艺技术

3.5.2Salicide工艺技术

3.5.3SAB工艺技术

3.5.4SAB和Salicide工艺技术的工程应用

3.6静电放电离子注入技术

3.6.1静电放电离子注入技术

3.6.2静电放电离子注入技术的工程应用

3.7金属互连技术

3.7.1接触孔和通孔金属填充

3.7.2铝金属互连

3.7.3铜金属互连

3.7.4阻挡层金属

参考文献

第4章工艺制程整合

4.1亚微米CMOS前段工艺制程技术流程

4.1.1衬底制备

4.1.2双阱工艺

4.1.3有源区工艺

4.1.4LOCOS隔离工艺

4.1.5阈值电压离子注入工艺

4.1.6栅氧化层工艺

4.1.7多晶硅栅工艺

4.1.8轻掺杂漏（LDD）离子注入工艺

4.1.9侧墙工艺

4.1.10源漏离子注入工艺

4.2亚微米CMOS后段工艺制程技术流程

4.2.1ILD工艺

4.2.2接触孔工艺

4.2.3金属层1工艺

4.2.4IMD1工艺

4.2.5通孔1工艺

4.2.6金属电容（MIM）工艺

4.2.7金属层2工艺

4.2.8IMD2工艺

4.2.9通孔2工艺

4.2.10顶层金属工艺

4.2.11钝化层工艺

4.3深亚微米CMOS前段工艺技术流程

4.3.1衬底制备

4.3.2有源区工艺

4.3.3STI隔离工艺

4.3.4双阱工艺

4.3.5栅氧化层工艺

4.3.6多晶硅栅工艺

4.3.7轻掺杂漏（LDD）离子注入工艺

4.3.8侧墙工艺

4.3.9源漏离子注入工艺

4.3.10HRP工艺

4.3.11Salicide工艺

4.4深亚微米CMOS后段工艺技术

4.5纳米CMOS前段工艺技术流程

4.6纳米CMOS后段工艺技术流程

4.6.1ILD工艺

4.6.2接触孔工艺

4.6.3IMD1工艺

4.6.4金属层1工艺

4.6.5IMD2工艺

4.6.6通孔1和金属层2工艺

4.6.7IMD3工艺

4.6.8通孔2和金属层3工艺

4.6.9IMD4工艺

4.6.10顶层金属Al工艺

4.6.11钝化层工艺

参考文献

第5章晶圆接受测试

（WAT）

5.1WAT概述

5.1.1WAT简介

5.1.2WAT测试类型

5.2MOS参数的测试条件

5.2.1阈值电压Vt的测试条件

5.2.2饱和电流Idsat的测试条件

5.2.3漏电流Ioff的测试条件

5.2.4源漏击穿电压BVD的测试条件

5.2.5衬底电流Isub的测试条件

5.3栅氧化层参数的测试条件

5.3.1电容Cgox的测试条件

5.3.2电性厚度Tgox的测试条件

5.3.3击穿电压BVgox的测试条件

5.4寄生MOS参数的测试条件

5.5pn结参数的测试条件

5.5.1电容Cjun的测试条件

5.5.2击穿电压BVjun的测试条件

5.6方块电阻的测试条件

5.6.1NW方块电阻的测试条件

5.6.2PW方块电阻的测试条件

5.6.3Poly方块电阻的测试条件

5.6.4AA方块电阻的测试条件

5.6.5金属方块电阻的测试条件

5.7接触电阻的测试条件

5.7.1AA接触电阻的测试条件

5.7.2Poly接触电阻的测试条件

5.7.3金属通孔接触电阻的测试条件

5.8隔离的测试条件

5.8.1AA隔离的测试条件

5.8.2Poly隔离的测试条件

5.8.3金属隔离的测试条件

5.9电容的测试条件

5.9.1电容的测试条件

5.9.2电容击穿电压的测试条件

后记

缩略语

本书配套视频课程

◆ 前言：◆

第2版前言

集成电路作为人工智能、高性能计算、机器人和生物技术等前沿技术领域的基础，在当前不断升高的技术壁垒和贸易壁垒下，受到的影响尤为严重，集成电路全球供应链的格局可以说发生了天翻地覆的变化。在这个背景下，为了突破技术壁垒，保证国内集成电路产业链的安全和完整，国家也在不断加大对集成电路领域的资源投入，集成电路科学与工程也被列为一级学科，集成电路领域也越来越受到高校和科研机构的重视。在可以预见的将来，集成电路的地位依然无可替代，集成电路日新月异，集成电路产业链从设计到制造，需要大量的专业人才。

恰逢其时，2018年本书第1版出版，有幸受到了许多集成电路业界前辈和同行的关注和肯定，同时该书也被众多高校选为集成电路制造工艺的教材，许多集成电路企业也将该书选为推荐书籍。随后，我的第二本书《CMOS集成电路闩锁效应》也于2020年出版。为了更好地服务集成电路制造工艺领域的人才培养，借此次修订之机，我在完善本书现有PPT课件的同时，还为本书配备了公开课视频以及专门为视频制作的一系列PPT课件。

本书第1版出版以来，很多热心读者与我进行了交流和反馈，指出了书上有误的内容，我均在本书里进行了修改和订正，特别是以下几处：

◆ 对第1章中部分电路图做了修改。

◆ 对第1章和第2章中双极型晶体管的内容进行了订正，特别是部分有误的工艺剖面图，删除了NW和PW图层，使用p+作隔离墙。

◆ 对第3章中pn结隔离技术的部分描述做了更正，目前所有的CMOS集成电路都是利用反偏的pn结进行隔离的，例如NMOS和PMOS之间的隔离是利用NW和PW之间形成的反偏pn结进行隔离的，例如漏端与衬底之间的pn结也是反偏的。

◆ 参考了《硅基集成芯片制造工艺原理》以及公开发布的资料和文献，对第2章的FinFET工艺流程进行了扩展，增加了更多的工艺流程图和3D彩图描述FinFET工艺流程的简单制造过程。

真心感谢这些热心的读者，是你们让这本书不断变得更好。让我们一起努力，为我国的集成电路技术的发展踔厉奋进，为我国的集成电路技术人才培养和集成电路知识传播贡献力量。

最后，希望你喜欢这本书！

温德通

◆ 序言：◆

刚打开这本 《集成电路制造工艺与工程应用》 时眼前突然一亮， 发现该书不同于国内已出版的关于集成电路制造工艺的众多教材和著作， 具有两大鲜明特点。

（1） 该书针对目前集成电路生产中的工艺， 从工艺整合角度， 详细介绍集成电路的制造流程和实现方法， 同时包括当今的纳米级技术 （如FinFET），在解释机理的基础上突出介绍实际应用， 填补了目前已出版的同类教材和著作的短缺。阅读本书将大大缩短刚毕业的本科生和研究生从介入到胜任芯片设计、版图设计、工艺流程管控等相关工作的过

渡期， 对已从事集成电路研制的人员也具有很大的实用参考作用。

（2） 该书另一个特色是为了帮助对工艺流程的理解， 包括有大量的立体图和剖面图。由于采用彩色印刷，不但美观，而且使得对工艺流程的理解从抽象变得直观明了。在目前我国正大力发展集成电路产业的时代， 此书的作用就更加不言而了。

———贾新章 西安电子科技大学微电子学院 教授

温德通先生的 《集成电路制造工艺与工程应用》 让我大开眼界，也是我这几年看到的半导体工艺制造技术教科书里的出类拔萃之作。书中采用了大量示意图来描述工艺制造过程， 让读者直观地理解每一步工艺流程。同时，书中也详尽地讲解了FD-SOI工艺技术和FinFET技术和制造过程。我相信这本书将对半导体专业的大学生、研究生、教师，以及工程技术人员学习和了解半导体芯片制造技术起到重要的作用。希望温德通先生能够不断更新这本书， 使其成为半导体产业的经典教科书。

———谢志峰 艾新德鲁夫学院 创始人

近十几年，我国集成电路产业发展迅速， 集成电路工艺技术层出不穷， 产业界急需一部对新工艺现状进行全面阐述的书籍， 温德通先生结合十余年工作经验的积累，花大量的时间研究分析半导体新工艺，写出了一部基本上覆盖所有半导体新工艺技术，并兼具科普性与专业性的书籍。《集成电路制造工艺与工程应用》 一书内容充实丰富， 章节合理有序，通过彩图等形式将工艺细节直观、 形象地展示出来，不管是半导体入门者还是具有一定工作经验的从业者， 通过此书都能更宏观地理解微观的半导体工艺和器件。温先生利用工作之余将其编著成书， 这种十年磨一剑的工匠精神非常值得学习和鼓励。

———陈智勇 宁波达新半导体有限公司 董事长兼总经理

本书一大的特色是使用了600余幅3D彩图将抽象的半导体工艺和器件的知识进行了具体化和形象化的讲解， 是一本非常贴合实际应用的优秀的作品， 推荐给半导体行业的学生和初入行的同仁。

———鞠韶复 新存科技 （武汉） 有限责任公司 董事长

半导体工艺技术涉及面很宽，包括半导体材料、工艺方案、半导体物理及器件理论，甚至还有量子力学理论等。因此要对半导体工艺技术的发展和特点作全面的介绍和比较， 有着巨大的挑战性。在 《集成电路制造工艺与工程应用》这本书中，作者以其扎实的知识储备和难得的跨领域工作经历为基础，采用独特的视角———从经典的TTL、NMOS、PMOS、CMOS BiCMOS、BCD等， 一直到FD-SOI、FinFET等；从亚微米、到深亚微米，一直到当今的纳米———来讲解集成电路工艺技术， 循序渐进，深入浅出，很好地诠释了半个多世纪来半导体工艺技术的发展轨迹。在工艺步骤方面配以彩图讲解， 也增加了学习的趣味性， 增强理解与记忆。正所谓一图胜过千字。除了比较各种工艺技术方案的优劣， 作者还总结了各种新的工艺方案所带来的新问题，比如HKMG工艺所增加的SiON层对等效栅极电容的不良影响。这对读者了解今后工艺技术的发展方向很有帮助。

——吾立峰 北京华大九天软件有限公司高级副总经理

晶圆制造及测试工艺细节繁复，温德通先生的这本《集成电路制造工艺与工程应用》将晶圆制造的关键步骤提纲挈领地概括提炼出来，并辅以剖面图详细说明，简明易懂，一目了然。纵观国内的半导体工艺书籍，少有如此全面概括晶圆工艺历史及步骤的。此书不但概念全面，实用性也很强，能够全面帮助芯片设计、版图设计、工艺流程管控的人员对于晶圆制造和测试过程中引入的问题加深理解，对于芯片设计到制造整体链条都有很大的参考意义。在国家大力扶持集成电路产业的时代，相信此书的面市将给整个芯片产业及其从业人员带来很好的示范作用和促进作用！

——林峰 深圳阜时科技有限公司研发部副总经理

《集成电路制造工艺与工程应用》是一本多元化且在实际应用层面有诸多探讨的半导体制程的参考书籍。简洁的文字配以精细的图片，令读者容易明白，期望这本书能引发更多学生和年轻人的兴趣从而投身微电子半导体，造福整个行业。

——吴子杰 华为香港研究所香港器件与封测实验室主任

从事集成电路设计23年，看过大量讲工艺的书。从没有一本像《集成电路制造工艺与工程应用》这样对工艺流程讲解得这么详细。书中彩色插图多，叙述深入浅出，容易理解，可以说是集成电路工艺书中的经典。更难能可贵的是对初学者或对集成电路工艺有兴趣者也是一个不错的选择。

——许尊杰 拓尔微电子科技有限公司技术专家

《集成电路制造工艺与工程应用》是作者依据多年的产业经验编写而成的，也是他职业生涯的宝贵经验总结。作者采用了有别于传统的半导体工艺教材的编写方法，并没有对各个传统的工艺概念进行大量的解释，而是从工艺实际应用的角度出发去介绍目前应用最广泛的各个工艺技术和纳米级工艺技术，还用了大量篇幅去介绍各个工艺技术的物理机理。另外本书的一大特点是作者采用了大量的立体图和剖面深入浅出地介绍各个工艺技术出现的缘由和发展过程，以及这些工艺技术的实际工程应用，使晦涩难懂的工艺知识变得通俗易懂。

——毕杰 ET创芯网（EETOP）创始人兼CEO

集成电路制造工艺是整个半导体产业的基石，芯片设计创新离不开对物理世界的理解和知识运用。《集成电路制造工艺与工程应用》的独到之处在于，作者温德通先生既有在半导体工艺制程一线工作的丰富经验，又曾在芯片设计公司负责和管理多家FAB工艺平台，因此能够以跨界的视角来提炼制造工艺技术全貌，既注重理论体系又强调实际运用。全书中用大量彩色剖面图，帮助读者理解晶圆制造的关键步骤和器件知识，简明易懂，足见作者的功力和匠心。希望本书能给予读者启发和帮助，帮助培养出更多优秀的集成电路人才。

——张竞扬 摩尔精英创始人兼CEO

◆ 作者简介：◆

温德通，芯片设计工程师。毕业于西安电子科技大学微电子学院。曾就职于中芯国际集成电路制造（上海）有限公司，负责工艺制程整合方面的工作；后加入晶门科技（深圳）有限公司，负责集成电路制造工艺、器件、设计规则、物理验证、闩锁效应和ESD电路设计等方面的工作；目前就职于一家全球领先的芯片设计公司，负责集成电路制造工艺、器件、设计规则、物理验证、闩锁效应、IO电路设计和ESD设计等方面的工作。已出版图书《集成电路制造工艺与工程应用》和《CMOS集成电路门锁效应》。

邮箱：wendetong@139.com