开始读《芯片制造——半导体工艺制程实用教程》
0-1 开篇 唠叨一下，简单了解下历史。
之前说要在几个主题中选一个持续输出读书笔记，最后决定主题是芯片制程相关的内容。毕竟是现在比较热门的内容，同时也代表着先进制程，可以在这些内容中和以往的知识点进行链接。
前几天定下要做分享的几个主题
讲芯片制程的书，国内外都挺多的。朋友推荐了温德通老师的《集成电路制作工艺与工程应用》。这本书呢，按照贾新章教授的推荐语中所说：
（1）该书针对目前集成电路生产中的先进纳米级工艺，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，同时包括最新的纳米级技术（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。
看上去挺棒的，温老师开篇的《写作缘由与编写过程》也非常用心，让我觉得我可以！但是一到正文部分，瞬间就觉得我不可以了……
温德通老师的《集成电路制作工艺与工程应用》对我来说门槛有点高
短短一页里，出现了一大堆不了解的术语，作为入门，这个对我有点勉强了。再加上这个行业很多英文缩写，所以最后，我决定直接从英文原版入手。
最后选了《芯片制造——半导体工艺制程实用教程》来阅读
选择了这本《芯片制造——半导体工艺制程实用教程》。豆瓣上评分也挺高，业内评价也很好。
豆瓣评分不错哦！
确认阅读的书籍之后呢，先看目录。
《芯片制造——半导体工艺制程实用教程》目录
看目录，这个结构和我们材料成形类专著的逻辑也差不多，都是先讲讲行业背景，然后材料特性，接下来讲讲各个工艺环节。就是我们材料课程的话，有更多精力在材料特性上。不知道这里是不是也一样？
第6章讲工艺良品率，这个我们材料成形原理课上不会涉及。我们讲材料成形，关注的是这个工艺中会产生哪些缺陷、这些缺陷的影响因素，以及怎么控制。课程里关心的是一般的理论，比如还会出现，当我们控制因素A时，调大，I号缺陷趋势增加；调小，I号缺陷控制住了，II号缺陷会增加。这也是备受学生吐槽的一个点。具体生产需要做取舍，但这个在课程中是不介绍的，只能等到实战中，大家具体问题具体分析。所以就有种学了，但是离应用还差很远的感觉。不知道看这章的时候可以带点新东西到我们的基础理论课程里吗？
在第11章掺杂（doping）这部分，涉及的核心理论就是扩散(diffusion)，这个我熟啊，不知道这里面会用到我们材料科学里的哪些知识点呢？
第15章的商业因素中，有质量控制和ISO 9000认证。说点不太好听的，国内的材料行业，它作为制造业的上游，本应该是高端行业，但是事实上，目前发展空间特别大。我感觉问题就是生产环节的质量控制还不到位。当然这里面最核心的就是涉及对整个生产过程的理解，去识别真正的影响因素，然后这些重要因素都要上传感器，进行定量跟踪。材料行业目前可以做出高端产品，但是质量不稳定，对于设计端就很难。就像段誉的六脉神剑一样，时灵时不灵的，就很难让人有安全感。
目录看完，有点安心，看上去都有点眼熟哦。接下来就进入第一章，半导体产业。
先来看看产业的历史。开篇就是真空三极管。这部分我建议大家看下《芯片简史》，来龙去脉更清楚，从电灯泡开始，到具备开关功能的真空二极管，再到有放大功能的真空三极管，中间辅助了量子物理的进展，就有种水到渠成的感觉。
半导体工艺（四） 刻蚀工艺
一. 刻蚀工艺定义
（图一 刻蚀剖面示意图）
刻蚀是与光刻相联系的图形化处理的主要工艺，主要采用化学或物理方法对衬底表面，或者表面覆盖的薄膜进行选择性腐蚀或者剥离的过程。如上图一（制造过程中晶圆的某个部位的剖面示意图），通过刻蚀工艺，把光刻胶覆盖范围外的氧化膜去除掉，保留光刻胶保护层下的氧化膜，再通过去除光刻胶，得到保留的氧化膜俯视图就是光罩图形。
二. 刻蚀工艺分类
1. 刻蚀分为干法刻蚀和湿法刻蚀，目前干法刻蚀在半导体刻蚀中占绝对主流地位，占比超过90%。
干法刻蚀 主要利用反应气体与等离子体进行刻蚀，利用等离子体与表面薄膜（上图中的氧化膜）反应，形成挥发性物质（化学刻蚀）；或者依靠等离子体中的载能离子轰击被刻蚀材料的表面，使其表面原子溅射脱离，形成刻蚀(物理刻蚀）；以及反应离子刻蚀，利用离子能量来使被刻蚀材料的表面形成容易刻蚀的损伤层，以促进化学反应（物理化学刻蚀）
【 等离子体】
等离子体是指超越固体－液体－气体之外的第四种物质状态，是由很多自由电子、离子、中性原子或分子组成的离子化气体。离子化是指通过将电中性原子和分子中的电子进行剥离或追加，转变为正电荷或负电荷状态的现象。
等离子体是将由电能形成的足够大的磁场施加于气体时，气体会发生碰撞从而发生离子化现象。换句话说，磁场使自由电子加速，使高能自由电子与中性原子或分子发生碰撞，从而导致离子化。
通过离子化生成的其他电子也会因连锁反应（Avalanche)引发另一次离子化，从而使离子数量呈倍数增长，这个状态就是"等离子状态"。在等离子体状态下，解离的反应性原子（RadicalAtom）与覆盖在晶圆上的膜状原子相遇，会形成强烈的挥发性，并从表面脱落。通过此反应来去除未被光刻胶（PR）保护的薄膜。
（图二 等离子体）
湿法刻蚀 主要是将被刻蚀材料浸泡在腐蚀液中进行腐蚀，
（图二 刻蚀工艺分类 ）
2. 按照刻蚀材料来分 ，刻蚀工艺包括介质刻蚀，硅刻蚀，和金属刻蚀。不同的刻蚀材料特性不同，所以对刻蚀工艺和设备的要求也不尽相同。
（图三 刻蚀工艺按刻蚀材料分类）
3. CCP& ICP
干法刻蚀技术，特别是等离子体刻蚀，是当前半导体制造中常用的技术，它包括电容耦合等离子体（CCP）刻蚀和电感耦合等离子体（ICP）刻蚀两种主要方式。CCP技术适合刻蚀较硬的介质材料，而ICP技术由于其能量低但可控性强，更适合刻蚀单晶硅、多晶硅等硬度不高或较薄的材料。
（图四 CCP & ICP）
三. 原子层刻蚀（ALE）
原子层刻蚀顾名思义，可以精确地去除单个原子层，不会触及和破坏底层和周围材料的先进工艺。随着集成电路技术的发展，芯片的特征尺寸越来越小，芯片的制造同样变得越来越精细。原子层刻蚀能够精确控制刻蚀深度，成为未来的升级发展趋势。
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