三維集成電路製造技術

目前，集成電路器件特徵尺寸越來越接近物理極限，集成電路技術已朝著三維集成、提升性能/功耗比的新技術路線發展。本書立足於全球集成電路技術發展的趨勢和技術路線，結合中國科學院微電子研究所積累的研究開發經驗，系統介紹了三維集成電路製造工藝、FinFET和納米環柵器件、三維NAND快閃內存、新型存儲器件、三維單片集成、三維封裝等關鍵核心技術。 本書註重技術的前瞻性和內容的實用性，可供集成電路製造領域的科研人員和工程技術人員閱讀使用，也可作為高等學校相關專業的教學用書。

第1章緒論
1.1 集成電路發展歷程
1.1.1 晶體管的發明
1.1.2 集成電路
1.1.3 摩爾定律和PPAC
1.1.4 技術代演化
1.2 三維集成技術發展趨勢
1.2.1 先進製造技術
1.2.2 新型三維邏輯器件
1.2.3 新型三維存儲器件
1.2.4 三維封裝技術
1.3 三維集成技術面臨的挑戰
1.4 閱讀指引
參考文獻

第2章三維集成電路製造基礎
2.1 三維器件模型
2.2 三維器件圖形化工藝
2.2.1 光刻工藝原理
2.2.2 先進光刻工藝在三維器件集成中的應用
2.2.3 光刻工藝在三維器件集成中面臨的挑戰
2.3 三維器件薄膜工藝
2.3.1 薄膜工藝種類及原理
2.3.2 薄膜工藝在三維器件集成中的應用
2.3.3 薄膜工藝在三維器件集成中面臨的挑戰
2.4 三維器件刻蝕工藝
2.4.1 刻蝕工藝原理
2.4.2 刻蝕工藝在三維器件集成中的應用
2.4.3 刻蝕工藝在三維器件集成中面臨的挑戰
2.5 三維器件離子注入與熱退火工藝
2.5.1 離子注入與熱退火原理
2.5.2 離子注入與熱退火工藝在三維器件集成中的應用
2.5.3 離子摻雜和擴散工藝在三維器件集成中面臨的挑戰
2.6 三維器件清洗工藝
2.6.1 清洗及濕法刻蝕工藝原理
2.6.2 清洗工藝在三維器件集成中的應用
2.6.3 清洗工藝在三維器件集成中面臨的挑戰
2.7 三維器件化學機械平坦化工藝
2.7.1 化學機械平坦化工藝原理
2.7.2 化學機械平坦化工藝在三維器件集成中的應用
2.7.3 化學機械平坦化工藝在三維器件集成中面臨的挑戰
參考文獻

第3章三維FinFET器件技術
3.1 三維FinFET器件
3.1.1 器件原理
3.1.2 結構設計與工藝仿真
3.2 三維FinFET關鍵技術模塊
3.2.1 體矽Fin製備工藝
3.2.2 淺槽隔離
3.2.3 三維柵極與側牆結構
3.2.4 外延與溝道應變工程
3.2.5 三維高K金屬柵技術
3.2.6 低阻接觸技術
3.3 集成工藝與特性優化
3.3.1 工藝集成與器件特性
3.3.2 特性優化技術
3.4 新型FinFET器件
3.4.1 體矽介質隔離FinFET器件
3.4.2 S-FinFET器件
參考文獻

第4章納米環柵器件技術
4.1 納米環柵器件
4.1.1 水平堆疊納米環柵器件
4.1.2 其他納米環柵器件
4.2 納米環柵器件關鍵技術模塊
4.2.1 多周期疊層外延技術
4.2.2 內側牆技術
4.2.3 溝道釋放技術
4.2.4 溝道應變技術
4.2.5 源漏接觸技術
4.2.6 自對準柵極技術
4.3 納米環柵器件集成工藝
4.3.1 水平堆疊納米環柵器件集成工藝
4.3.2 工藝波動影響
4.3.3 多閾值調控
4.3.4 高遷移率溝道納米環柵器件集成工藝
4.3.5 垂直納米環柵器件集成工藝
參考文獻

第5章三維NAND閃存技術
5.1 三維NAND閃存器件及結構
5.1.1 NAND閃存器件原理
5.1.2 平面NAND閃存器件發展的挑戰
5.1.3 三維NAND閃存結構設計
5.2 集成工藝及關鍵技術模塊
5.2.1 層膜沉積和台階工藝
5.2.2 溝道孔模塊
5.2.3 隔離模塊
5.2.4 接觸孔模塊
5.2.5 三維NAND集成工藝
5.3 三維NAND工作特性及可靠性
5.3.1 三維NAND工作特性
5.3.2 三維NAND可靠性
5.4 三維NAND國內外進展
5.4.1 國外三維NAND存儲器的研究現狀
5.4.2 國內三維NAND存儲器的研究現狀
參考文獻

第6章三維新型存儲技術
6.1 三維RRAM集成技術
6.1.1 RRAM的器件結構及工作原理
6.1.2 三維RRAM的發展現狀
6.1.3 三維RRAM的技術挑戰與展望
6.2 三維MRAM集成技術
6.2.1 MRAM的器件結構及工作原理
6.2.2 三維MRAM的研究現狀
6.2.3 三維MRAM的技術挑戰及展望
6.3 三維PCRAM集成技術
6.3.1 三維PCRAM的器件結構及工作原理
6.3.2 三維PCRAM的研究現狀
6.3.3 三維PCRAM的技術挑戰與展望
6.4 三維DRAM集成技術
6.4.1 DRAM的器件結構和工作原理
6.4.2 三維DRAM的發展現狀
6.4.3 三維DRAM的技術挑戰及展望
參考文獻

第7章三維單片集成技術
7.1 三維單片集成
7.1.1 三維單片集成的概念
7.1.2 三維單片集成的發展歷程
7.1.3 三維單片集成的技術挑戰
7.2 三維單片同質集成技術
7.2.1 片上晶圓鍵合工藝
7.2.2 片上低溫CMOS集成與熱預算管理技術
7.2.3 三維電路設計與層間佈局技術
7.3 三維單片異質集成技術
7.3.1 片上異質材料沉積工藝
7.3.2 片上邏輯與存儲器件
7.3.3 片上異質集成技術
7.4 新型三維集成系統
參考文獻

第8章三維封裝技術
8.1 Si基轉接板及2.5D/3D封裝技術
8.1.1 2.5D TSV轉接板製造技術
8.1.2 有源TSV轉接板技術
8.1.3 CoWoS技術
8.1.4 Foveros封裝技術
8.1.5 SoIC技術
8.2 晶圓級扇出型封裝技術
8.2.1 晶圓級扇出型封裝技術的形成與發展
8.2.2 晶圓級扇出型封裝的技術挑戰
8.2.3 嵌入式晶圓級球柵陣列封裝技術
8.2.4 集成晶圓級扇出型封裝技術
8.2.5 Si基埋入式扇出型封裝技術
8.2.6 異質集成扇出型封裝技術
8.3 基板及埋入封裝技術
8.3.1 細線路基板技術
8.3.2 基板埋入技術
8.3.3 基板扇出技術
參考文獻