Simulation of Semiconductor Processes and Devices 2007 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Selberherr, Siegfried 编

出品人:

页数:473

译者:

出版时间:

价格:$ 179.67

装帧:HRD

isbn号码:9783211728604

丛书系列:

图书标签:

半导体
模拟
工艺
器件
TCAD
物理模型
数值方法
硅器件
集成电路
电子工程

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具体描述

This volume will contain the proceedings of the 12th edition of the International Conference on Simulation of Semiconductor Processes and Devices (SISPAD 2007), which will take place in Vienna, Austria, on September 25-27, 2007. Like the previous meetings, SISPAD 2007 will provide a world-wide forum for the presentation and discussion of recent advances and developments in the theoretical description, physical modeling and numerical simulation and analysis of semiconductor fabrication processes, device operation and system performance. Topics covered will be device simulation, including transport in nano-structures models of VLSI device scaling limits, quantum effects, and novel devices process simulation, including both continuum and atomistic approaches equipment, topography, and lithography simulation interconnect modeling and algorithms including noise and parasitic effects compact device modeling for circuit simulation integration of circuit and device simulation user interfaces and visualization high performance computing, numerical methods and algorithms mesh generation and adaptation simulation of such devices as microsensor and optoelectronics devices benchmarking, calibration, and verification of simulators.

现代集成电路制造中的关键技术与发展趋势书籍简介本书深入探讨了半导体制造领域，特别是集成电路（IC）制造工艺中的核心技术、关键挑战及其前沿发展方向。本书聚焦于当前半导体行业驱动性能提升和小型化进程中的核心科学原理与工程实践，为读者提供一个全面而深入的视角，涵盖从材料准备到器件最终实现的复杂流程。第一部分：先进半导体材料与基础工艺本部分详细阐述了驱动现代电子设备性能飞跃的基础材料科学与基础制造工艺。 1. 硅基衬底的演进与缺陷控制：硅作为半导体工业的基石，其质量直接决定了最终器件的性能。本书首先回顾了超大规模集成电路（VLSI）对高纯度、低缺陷硅晶圆的严苛要求。内容涵盖了从CZ（Czochralski）法到FZ（Float Zone）法的技术演进，并重点分析了晶体生长过程中杂质的控制（如硼和磷的分布均匀性）以及微缺陷（如氧沉淀和位错）的形成机制及其对器件电学特性的影响。特别地，书中深入探讨了SOI（Silicon-on-Insulator）技术在降低寄生电容和提高器件速度方面的独特优势，以及应力硅（Strained Silicon）技术在提升载流子迁移率方面的理论基础与实现工艺。 2. 薄膜沉积技术的核心挑战：薄膜沉积是构建多层结构的关键步骤。本书对主流的物理气相沉积（PVD，特别是溅射）和化学气相沉积（CVD）技术进行了详尽的比较和分析。在CVD部分，重点解析了ALD（原子层沉积）在实现亚纳米级厚度和优异的厚度均匀性方面的革命性作用，特别是在高介电常数（High-k）栅介质的制备中的应用。对于金属薄膜沉积，如钨（W）、钛（Ti）和钴（Co）的接触层形成，书中详细阐述了如何通过精确控制前驱物化学反应、等离子体功率和基板温度，来优化薄膜的致密性、晶粒结构以及界面接触电阻。 3. 刻蚀工艺的精密化与各向异性控制：随着特征尺寸的缩小，刻蚀工艺的精度和选择性成为瓶颈。本书系统介绍了干法刻蚀技术，特别是反应离子刻蚀（RIE）和深反应离子刻蚀（DRIE）。重点分析了等离子体鞘层（Sheath）的特性、离子能量分布及其对侧壁廓形（Taper Angle）和刻蚀速率的影响。书中详细讨论了先进的“高深宽比”结构（如FinFET的鳍结构）制造中，如何利用先进的脉冲电源和气体组分优化，实现高度的各向异性控制和最小的侧壁损伤（RIE Lag效应）。第二部分：先进光刻技术与图案转移光刻是决定芯片特征尺寸和密度的核心技术。本部分专注于光刻领域的最新突破与工程实践。 1. 极紫外光刻（EUVL）的系统工程： EUVL是实现7nm及以下节点制造的关键。本书系统地介绍了EUVL系统的复杂性，包括光源（激光等离子体）、反射光学系统（全反射镜组）和掩模版技术。书中详细分析了EUV光刻的根本挑战，如掩模版的缺陷检测与修复、光刻胶的线宽粗糙度（Line Edge Roughness, LER）控制，以及等离子体污染对系统性能的影响。对于投影系统中的数值孔径（NA）的限制与提升，也进行了深入的探讨。 2. 先进光刻胶和抗反射层（BARC）设计：光刻分辨率的提升依赖于新型化学放大胶（Chemically Amplified Resists, CARs）的设计。本书解析了CARs中光致产酸剂（PAG）与聚合物基体的相互作用，以及曝光后扩散（Post-Exposure Bake, PEB）步骤对潜影（Latent Image）精度的影响。此外，书中还讨论了多层抗反射涂层（MARS）系统在抑制光刻过程中多重光束干涉（Standing Wave Effect）中的关键作用。 3. 剂量控制与过程窗口优化：在亚波长光刻中，曝光剂量和聚焦（Focus）的微小波动都会导致关键尺寸（CD）的显著变化。本书探讨了先进的基于模型的曝光控制（Model-Based Process Control, MBC）策略，如何通过对光源、掩模版和光刻机参数的精确校准，最大限度地拓宽工艺窗口，确保高产率。第三部分：互连技术与器件结构创新集成电路的性能不仅依赖于晶体管本身，更依赖于其复杂的互连网络。 1. 双大马士革工艺与铜互连：本书详细剖析了从铝互连向铜互连过渡的技术细节，特别是“双大马士革”（Dual Damascene）工艺在制造高深宽比沟槽和过孔中的应用。内容包括：如何通过种子层沉积（如TaN/Ta）来保证铜的良好成核，以及关键的化学机械抛光（CMP）过程，用于实现精确的表面平坦化和去除多余的金属填充物，同时最小化对介电材料的损伤。 2. 低介电常数（Low-k）材料的集成：随着互连线密度增加，RC延迟成为性能瓶颈。本书系统介绍了引入多孔低k材料（如基于Porous Silica或有机聚合物的材料）的挑战。重点讨论了在集成低k材料时，如何在高真空和湿法处理中保护其微观孔隙结构不被破坏，避免k值退化，并解决应力控制问题。 3. FinFET与超越CMOS的器件架构：对于逻辑器件，本书分析了FinFET（鳍式场效应晶体管）如何通过三维结构实现对短沟道效应的有效抑制，并提升阈值电压控制的精度。书中还探讨了未来潜在的器件结构，如Gate-All-Around (GAA) 晶体管，及其在实现更小尺寸和更低功耗方面的物理优势与制造难点，例如鳍片的制造和环绕栅极的原子级精准沉积。第四部分：良率管理与可靠性工程高集成度的芯片对制造过程的稳定性和可靠性提出了前所未有的挑战。 1. 先进检测与量测技术（Metrology & Inspection）：本书阐述了在纳米尺度下，如何利用高分辨率扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）以及关键尺寸量测工具（CD-SEM）来识别和量化工艺变化。书中特别强调了基于算法的缺陷分类和源头追溯（Root Cause Analysis, RCA）在提高良率中的核心作用。 2. 制造过程中的可靠性失效模式：内容涵盖了半导体器件的主要失效机制，包括电迁移（Electromigration, EM）、热载流子注入（Hot Carrier Injection, HCI）、静电放电（ESD）损伤，以及由于化学机械抛光或离子注入引入的杂质和晶格损伤导致的早期失效。重点分析了如何通过工艺调整（如应力补偿、掺杂轮廓优化）来增强器件的长期工作可靠性。本书旨在为半导体工程师、研究人员和高年级学生提供一个详尽的、侧重于工程实践与前沿科学交叉点的参考资料。