CMOS是集成電路的基本單元,其設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了數(shù)十年的進(jìn)化歷程,始終遵從了摩爾定律。作為關(guān)于CMOS器件和制造的專業(yè)書籍,本書內(nèi)容涵蓋了CMOS器件的發(fā)展歷史、技術(shù)現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢,對于過去20年中進(jìn)入量產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)模塊給出了較為系統(tǒng)和深入的討論。
適讀人群 :從事集成電路制造研發(fā)的技術(shù)人員和微電子學(xué)相關(guān)專業(yè)研究生,集成電路裝備和材料產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員。 本書作為近年出版的一部關(guān)于CMOS器件和制造的專業(yè)書籍,講解十分細(xì)致,對于閱讀中出現(xiàn)的每一個(gè)疑問點(diǎn)都能給予及時(shí)的解析。本書結(jié)構(gòu)清晰緊密,由粗至細(xì),循序漸進(jìn),降低了閱讀難讀,并且內(nèi)容十分豐富,涵蓋了鍺硅應(yīng)變源漏技術(shù)、高k/金屬柵技術(shù)、超淺結(jié)技術(shù)、先進(jìn)接觸技術(shù)、銅互連技術(shù)和高遷移率溝道材料技術(shù)等。
作為 Woodhead 出版社電子學(xué)和光學(xué)材料叢書的一種,本譯作的英文版——CMOS Past,Present and Fuure 由Elsevier出版。這本書由來自中國科學(xué)院大學(xué)和中國科學(xué)院微電子研究所、歐洲微電子研發(fā)中心Imec 的同事們合作完成。
作為新近出版的一部關(guān)于 CMOS器件和制造的專業(yè)書籍,本書內(nèi)容涵蓋了CMOS 器件的發(fā)展歷史、技術(shù)現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢,對于過去 20 年中進(jìn)入量產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)模塊給出了相對系統(tǒng)和深入的討論,包括 90 納米技術(shù)節(jié)點(diǎn)引入的鍺硅應(yīng)變源漏技術(shù)、45納米節(jié)點(diǎn)引入的高 k/金屬柵技術(shù)、超淺結(jié)技術(shù)、先進(jìn)接觸技術(shù)和銅互連技術(shù),此外對于未來有可能替代硅的高遷移率溝道材料也做了專門的講解。這些內(nèi)容是過去有關(guān)超大規(guī)模集成電路的書籍所缺少的。對于從事集成電路制造的研發(fā)人員和微電子學(xué)相關(guān)專業(yè)的研究生,這本書不失為一個(gè)好的參考閱讀材料;對于就業(yè)于集成電路裝備和材料產(chǎn)業(yè)的技術(shù)人員,書中的相關(guān)章節(jié)也可以幫助他們更好地理解他們的產(chǎn)品所需要面對的問題。
囿于語言和傳播途徑上的限制,本書的英文版在中國大陸同仁中的傳播和影響力十分有限,而在大陸集成電路產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的今天,這本書的中文版應(yīng)該可以對從事這一產(chǎn)業(yè)的中文讀者有所助益。有鑒于此,上?茖W(xué)技術(shù)出版社買下了該書的中文版權(quán),并希望譯者將書稿翻譯付梓。在新冠疫情肆虐的這段日子里,譯者遵守國家要求,居家抗疫,隨即獲得了充分的伏案時(shí)間,很快地將書稿譯完。
在翻譯過程中,譯者校訂了原著中的幾處錯(cuò)誤,重畫了部分插圖。譯作保留了除索引外的全部內(nèi)容。因?yàn)樵饕从⑽淖帜概判,而中文在次序上無法對應(yīng),失去了查閱的便利,故做了舍棄處理。作為原著作者之一,譯者有與各章節(jié)作者自由溝通的便利,因此,對原文中存疑之處,均與原作者做了直接討論。盡管經(jīng)過多次校對,譯作中仍可能存在疏漏和錯(cuò)誤之處,懇請讀者諸君給予指正。
這本譯作的出版得益于上?茖W(xué)技術(shù)出版社編輯在選題上的想象力和催稿上的執(zhí)著。沒有他們的努力和熱情,這個(gè)工作很可能不會(huì)有開始之日。譯者還要感謝英文原版作者H. Radamson教授和羅軍教授給予的幫助,希望本譯作真實(shí)地傳達(dá)了他們原作章節(jié)所要表達(dá)的內(nèi)容。
譯者 2020年11月
[瑞典]Henry H.Radamson:歐洲科學(xué)院院士,中科院微電子研究所“千ren計(jì)劃”特聘專家、研究員,國家高層次人才專家。2011年和2018年兩次獲得瑞典先進(jìn)IR技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng);Springer-Nature 期刊編輯,Nanomaterials 客座編輯。
羅軍:中國科學(xué)院微電子研究所研究員,中國科學(xué)院大學(xué)崗位教授、博士生導(dǎo)師、集成電路先導(dǎo)工藝研發(fā)中心副主任,廣東省大灣區(qū)集成電路與系統(tǒng)應(yīng)用研究院FDSOI創(chuàng)新中心主任。SCI期刊Journal of Materials Science: Materials in Electronics副主編,2019年入選中科院青促會(huì)優(yōu)秀會(huì)員。
[比利時(shí)]Eddy Simoen:比利時(shí)歐洲微電子研發(fā)中心(IMEC)高級研究員,中科院微電子研究所客座教授,根特大學(xué)兼任教授。國際電化學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)士,曾任EDS荷比盧分會(huì)主席和多個(gè)國際學(xué)術(shù)會(huì)議分會(huì)場主席和會(huì)議論文集主編。
趙超:中國國籍,(為作者之一,詳見譯者簡介。)
第 1章 金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管基礎(chǔ)
1.1 引言
1.2 MOSFET的工作原理
1.2.1 累積
1.2.2 耗盡
1.2.3 反型
1.2.4 強(qiáng)反型
1.3 MOSFET的品質(zhì)因數(shù)
1.4 MOSFET器件結(jié)構(gòu)的演變
1.5 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第2章器件結(jié)構(gòu)小型化和演化進(jìn)程
2.1 引言
2.2 尺寸和結(jié)構(gòu)的縮放
2.2.1 縮放原則
2.2.2 器件結(jié)構(gòu)的影響
2.2.3 無結(jié)型晶體管
2.3 光刻
2.3.1 增強(qiáng)分辨率
2.3.2 二次圖形化技術(shù)
2.3.3 極紫外光刻技術(shù)
2.3.4 掩模增強(qiáng)技術(shù)
2.4 電子束光刻
2.5 應(yīng)變工程
......
第8 章先進(jìn)互連技術(shù)及其可靠性
8.1 引言
8.2 銅互連集成
8.2.1 大馬士革工藝
8.2.2 銅電阻隨互連微縮的變化
8.2.3 新型銅互連集成方案
8.3 low-k 介質(zhì)特征和分類
8.3.1 low-k特性
8.3.2 low-k分類和表征
8.3.3 low-k介質(zhì)集成挑戰(zhàn)
8.3.4 氣隙在互連中的實(shí)現(xiàn)
8.4 銅與硅和介質(zhì)的相互作用
8.4.1 銅與硅的相互作用
8.4.2 銅與介質(zhì)的相互作用
8.5 金屬擴(kuò)散阻擋層
8.5.1 金屬間阻擋層的材料選擇
8.5.2 金屬擴(kuò)散阻擋層的沉積
8.6 銅金屬化的可靠性
8.6.1 電遷移基礎(chǔ)理論
8.6.2 應(yīng)力致空洞化
8.7 先進(jìn)金屬間介質(zhì)的可靠性
8.7.1 金屬間介質(zhì)的漏電機(jī)理
8.7.2 金屬間介質(zhì)的擊穿特性
8.8 可靠性統(tǒng)計(jì)和失效模型
8.8.1 概率分布函數(shù)
8.8.2 擊穿加速模型
8.9 未來的互連
8.10 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
后記
原著致謝