内容简介
本书共11章，以硅集成电路为中心，重点介绍了半导体集成电路及其可靠性的发展演变过程、集成电路制造的基本工艺、半导体集成电路的主要失效机理、可靠性数学、可靠性测试结构的设计、MOS场效应管的特性、失效机理的可靠性仿真和评价。随着集成电路设计规模越来越大，设计可靠性越来越重要，在设计阶段借助可靠性仿真技术，评价设计出的集成电路可靠性能力，针对电路设计中的可靠性薄弱环节，通过设计加固，可以有效提高产品的可靠性水平，提高产品的竞争力。
目录
第1章 绪论 （1）
1．1 半导体集成电路的发展过程 （1）
1．2 半导体集成电路的分类 （4）
1．2．1 按半导体集成电路规模分类 （4）
1．2．2 按电路功能分类 （5）
1．2．3 按有源器件的类型分类 （6）
1．2．4 按应用性质分类 （6）
1．3 半导体集成电路的发展特点 （6）
1．3．1 集成度不断提高 （7）
1．3．2 器件的特征尺寸不断缩小 （7）
1．3．3 专业化分工发展成熟 （8）
1．3．4 系统集成芯片的发展 （9）
1．3．5 半导体集成电路带动其他学科的发展 （9）
1．4 半导体集成电路可靠性评估体系 （10）
1．4．1 工艺可靠性评估 （10）
1．4．2 集成电路的主要失效模式 （11）
1．4．3 集成电路的主要失效机理 （15）
1．4．4 集成电路可靠性面临的挑战 （16）
参考文献 （20）
第2章 半导体集成电路的基本工艺 （21）
2．1 氧化工艺 （23）
2．1．1 SiO2的性质 （23）
2．1．2 SiO2的作用 （24）
2．1．3 SiO2膜的制备 （25）
2．1．4 SiO2膜的检测 （27）
2．1．5 SiO2膜的主要缺陷 （29）
2．2 化学气相沉积法制备薄膜 （30）
2．2．1 化学气相沉积概述 （30）
2．2．2 化学气相沉积的主要反应类型 （31）
2．2．3 CVD制备薄膜 （33）
2．2．4 CVD掺杂SiO2 （36）
2．3 扩散掺杂工艺 （38）
2．3．1 扩散形式 （39）
2．3．2 常用杂质的扩散方法 （40）
2．3．3 扩散分布的分析 （41）
2．4 离子注入工艺 （45）
2．4．1 离子注入技术概述 （45）
2．4．2 离子注入的浓度分布与退火 （47）
2．5 光刻工艺 （49）
2．5．1 光刻工艺流程 （49）
2．5．2 光刻胶的曝光 （51）
2．5．3 光刻胶的曝光方式 （53）
2．5．4 32nm和22nm的光刻 （54）
2．5．5 光刻工艺产生的微缺陷 （55）
2．6 金属化工艺 （57）
2．6．1 金属化概述 （57）
2．6．2 金属膜的沉积方法 （58）
2．6．3 金属化工艺 （59）
2．6．4 Al/Si接触及其改进 （62）
2．6．5 阻挡层金属 （63）
2．6．6 Al膜的电迁移 （65）
2．6．7 金属硅化物 （65）
2．6．8 金属钨 （70）
2．6．9 铜互连工艺 （71）
参考文献 （75）
第3章 缺陷的来源和控制 （76）
3．1 缺陷的基本概念 （76）
3．1．1 缺陷的分类 （76）
3．1．2 前端和后端引入的缺陷 （78）
3．2 引起缺陷的污染物 （80）
3．2．1 颗粒污染物 （81）
3．2．2 金属离子 （82）
3．2．3 有机物沾污 （82）
3．2．4 细菌 （83）
3．2．5 自然氧化层 （83）
3．2．6 污染物引起的问题 （83）
3．3 引起缺陷的污染源 （83）
3．3．1 空气 （84）
3．3．2 温度、湿度及烟雾控制 （85）
3．4 缺陷管理 （85）
3．4．1 超净间的污染控制 （86）
3．4．2 工作人员防护措施 （87）
3．4．3 工艺制造过程管理 （88）
3．4．4 超净间的等级划分 （91）
3．4．5 超净间的维护 （92）
3．5 降低外来污染物的措施 （94）
3．5．1 颗粒去除 （95）
3．5．2 化学清洗方案 （97）
3．5．3 氧化层的去除 （98）
3．5．4 水的冲洗 （101）
3．6 工艺成品率 （101）
3．6．1 累积晶圆生产成品率 （101）
3．6．2 晶圆生产成品率的制约因素 （102）
3．6．3 晶圆电测成品率要素 （105）
参考文献 （113）
第4章 半导体集成电路制造工艺 （115）
4．1 半导体集成电路制造的环境要求 （115）
4．1．1 沾污对器件可靠性的影响 （115）
4．1．2 净化间的环境控制 （116）
4．2 CMOS集成电路的基本制造工艺 （119）
4．2．1 CMOS工艺的发展 （119）
4．2．2 CMOS集成电路的基本制造工艺 （120）
4．3 Bi-CMOS工艺 （132）
4．3．1 低成本、中速数字Bi-CMOS工艺 （132）
4．3．2 高成本、高性能数字Bi-CMOS工艺 （133）
4．3．3 数模混合Bi-CMOS工艺 （137）
参考文献 （141）
第5章 半导体集成电路的主要失效机理 （142）
5．1 与芯片有关的失效机理 （142）
5．1．1 热载流子注入效应（Hot Carrier Injection，HCI） （142）
5．1．2 与时间有关的栅介质击穿（Time Dependant Dielectric Breakdown，
TDDB） （153）
5．1．3 金属化电迁移（Electromigration，EM） （157）
5．1．4 PMOSFET负偏置温度不稳定性 （164）
5．1．5 CMOS电路的闩锁效应（Latch―up） （178）
5．2 与封装有关的失效机理 （180）
5．2．1 封装材料?射线引起的软误差 （180）
5．2．2 水汽引起的分层效应 （181）
5．2．3 金属化腐蚀 （182）
5．3 与应用有关的失效机理 （185）
5．3．1 辐射引起的失效 （185）
5．3．2 与铝有关的界面效应 （
试读
《半导体集成电路的可靠性及评价方法》：
（3）工艺过程变异。在晶圆通过生产的各个工艺过程时，会有多次的掺杂及光刻工艺，每一步都必须达到极其严格的物理特性和洁净度的要求。但是，即使是最成熟的工艺过程也存在不同晶圆之间，不同工艺之间，以及不同天之间的变化。偶尔某个工艺过程还会超出它的工艺界限并生产出不符合工艺标准的晶圆。工艺过程的自动化所带来的最大好处就是将这种工艺过程变异减至最小。
工艺过程和工艺控制程序的目标不仅仅是保持每一个工艺操作在控制界限范围之内，更重要的是维持相应的工艺参数稳定不变的分布。大多数的工艺过程都呈现为数学上称为正态分布（Normal distribution）的参数分布，也称为中心极限分布（Central theorem distribution）。它的特点是大部分的数据点处于均值附近，距离均值越远，数据点越少。有时一个工艺过程的数据点都落在指定的界限内，但是大部分的数据都偏向一端。表面上看这个工艺还是符合工艺界限的，但是数据分布已经改变了，很可能会导致最终形成的电路在性能上发生变化，导致达不到标准要求。晶圆生产的挑战性也就在于要保持各道工艺过程数据分布的持续稳定。
在整个晶圆生产工艺流程中，设有许多用来发现有害变异的检查和测试，以及针对工艺标准的周期性设备的参数校准。这些检测一部分由生产部门人员来执行，一部分山质量控制部门来执行。所有的这些检测及工艺过程标准允许一定程度的变异。
（4）工艺过程缺陷。工艺过程缺陷被定义为晶圆表面受到污染或不规则的孤立区域（或点）。这些缺陷经常被称作点缺陷（Spot defect）。在一个电路中，仅仅一个非常小的缺陷就致使整个电路失效。
……
