半導體製程概論

前言 半導體與積體電路之發展史
0-1 半導體之緣起 (Semiconductor History)
0-2 電晶體 (Transistor)
0-3 積體電路 (Integrated Circuit)
0-4 半導體製程 (Semiconductor Processes)

第一篇 半導體材料與物理

第1章 晶體結構與矽半導體物理特性
1-1 原子模型與週期表 (Atomic Model and Periodic)
1-2 晶體結構 (Crystal Structure)
1-3 物質導電性 (Material Conductivity)
1-4 本質矽，質量作用定律 (Intrinsic Silicon, Mass-action Law)
1-5 摻雜質，負型和正型 (Dopant, n-type and p-type)

第2章 半導體能帶與載子傳輸
2-1 能帶 (Energy Band)
2-2 電阻係數與薄片電阻 (Resistivity and Sheet Resistance)
2-3 載子傳輸 (Carrier Transport)

第3章 化合物半導體晶體結構與物理特性
3-1 化合物半導體 (Compound Semiconductors)
3-2 砷化鎵晶體結構及能帶 (Crystal Structure and Energy Band of Gallium Arsenide)
3-3 氮化鎵晶體結構及能帶 (Crystal Structure and Energy Band of Gallium Nitride)
3-4 碳化矽晶體結構與能帶 (Crystal Structure and Energy Band of Silicon Carbide)
3-5 摻雜質，負型和正型 (Dopant, n-type and p-type)
3-6 砷化鎵、氮化鎵、碳化矽與矽比較 (Comparison of GaAs、GaN、SiC and Si)

第二篇 半導體元件

第4章 半導體基礎元件
4-1 二極體 (Diode)
4-2 雙載子電晶體 (Bipolar Transistor)
4-3 金氧半場效電晶體 (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)
4-4 互補型金氧半場效電晶體 (CMOS，Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)
4-5 半導體記憶體 (Semiconductor Memory)
4-6 電阻 (Resistor)
4-7 電容 (Capacitor)
4-8 電感 (Inductor)

第5章 接面能帶圖與費米能階
5-1 半導體狀態密度 (Density of States)
5-2 純半導體費米分布函數 (Fermi Distribution Function of Intrinsic Semiconductor)
5-3 摻雜半導體費米分布函數 (Fermi Distribution Function of Doped Semiconductors)
5-4 接面能帶圖與費米能階 (Fermi Level and Junction Band Diagram)

第6章 積體電路製程與佈局
6-1 雙載子製程技術 (Bipolar Fabrication Technology)
6-2 金氧半場效電晶體製程技術 (MOSFET Fabrication Technology)
6-3 電路與積體電路 (Circuit and Integrated Circuit)
6-4 設計原則 (Design Rules)
6-5 佈局 (Layout)

第7章 半導體元件縮小化與先進奈米元件
7-1 金氧半場效電晶體之縮小化 (Scaling of MOSFET)
7-2 短通道效應 (short-channel effects)
7-3 SOI場效電晶體 (SOI-MOSFET)
7-4 奈米鰭式場效電晶體 (FinFET)
7-5 三維積體電路 (3 Dimensional IC)

第8章 高速與高功率電晶體
8-1 砷化鎵金半場效電晶體 (GaAs Metal-Semiconductor Field Effect Transistor)
8-2 砷化鎵高電子遷移率電晶體 (GaAs High Electron Mobility Transistor)
8-3 氮化鎵高電子遷移率電晶體 (GaN High Electron Mobility Transistor)
8-4 碳化矽金氧半場效電晶體 (SiC Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)

第9章 半導體光電元件
9-1 發光二極體 (light emitting diode)
9-2 有機發光二極體
9-3 雷射二極體 (Laser Diode)
9-4 光感測器 (Photodetector)
9-5 太陽電池(Solar Cell)

第三篇 積體電路製程與設備

第10章 矽晶棒之生長
10-1 原料配製 (Starting Materials)
10-2 矽晶棒生長 (Silicon Ingot Growth)
10-3 晶體生長時摻雜質之分佈 (Dopants Distribution in Crystal Growth)
10-4 晶體缺陷（Crystal Defects）

第11章 矽晶圓之製作
11-1 晶體方向（Crystal Orientation）
11-2 晶片方向、切割和拋光 (Orientation、Sawing and Polishing)
11-3 十二吋晶圓效益分析（Benefit Analysis of 12 Inch wafer）

第12章 化合物半導體晶棒生長
12-1 砷化鎵晶棒生長 (Gallium Arsenide Ingot Growth)
12-2 氮化鎵晶棒生長 (Gallium Nitride Ingot Growth)
12-3 碳化矽晶棒生長 (Silicon Carbide Ingot Growth)

第13章 矽磊晶生長
13-1 磊晶膜（Epitaxial Layer）
13-2 矽磊晶生長（Silicon Epiatxy）
13-3 矽磊晶膜生長程序（Growth Process of Si Epitaxial Layer）

第14章 矽磊晶系統
14-1 矽磊晶系統（Si Epitaxy Systems）
14-2 矽磊晶生長系統之評估（Evaluation of Epitaxial Systems）

第15章 化合物半導體磊晶成長
15-1 砷化鎵磊晶成長 (Gallium Arsenide Epitaxial Growth)
15-2 氮化鎵磊晶生長 (Gallium Nitride Epitaxial Growth)
15-3 碳化矽磊晶生長 (Silicon Carbide Epitaxial Growth)

第16章 矽氧化膜生長
16-1 熱氧化爐（Thermal Oxidation Furnace）
16-2 矽氧化程序（Si Oxidation Process）
16-3 乾濕氧化與膜厚（Dry and Wet Oxidation and Thickness）
16-4 矽氧化膜厚度評估（Si Oxide Evaluation）
16-5 熱氧化時摻雜原子之重行分佈 (Redistribution of Dopant Atoms During Thermal Oxidation）

第17章 矽氧化膜生長機制
17-1 二氧化矽與氧化（Silicon Dioxide and Oxidation）
17-2 氧化機制（Oxidation Mechanism）
17-3 超薄氧化層（Ultra-Thin Oxide）
17-4 氧化膜品質評估（Oxide Quality Evaluation）
17-5 氧化膜品質改進方法（Improvement of Oxide Quality）

第18章 摻雜質之擴散植入
18-1 擴散概念 (Concept of Diffusion)
18-2 擴散過程 (Diffusion Process)
18-3 擴散之分佈曲線 (Distribution of Diffusion)

第19章 摻雜質之離子佈植
19-1 離子佈植 (Ion Implantation)
19-2 退火 (Annealing)
19-3 離子佈植在CMOS積體電路製程上的應用 (Applications of Ion Implantation in CMOS IC Fabrication)
19-4 離子佈植製程實務 (Practices of Ion Implantation)

第20章 微影技術
20-1 微影蝕刻術 (Lithography)
20-2 光罩之製作 (Fabrication of Mask)
20-3 光微影術 (Photolithography)
20-4 解析增強微影術 (Resolution Enhancement Techniques)
20-5 微影術之光源 (Photolithographic sources)

第21章 蝕刻技術
21-1 濕蝕刻 (Wet Etching)
21-2 乾蝕刻 (Dry Etching)

第22章 化學氣相沉積
22-1 化學氣相沉積概念 (Introduction of CVD)
22-2 化學氣相沉積流程 (CVD Procedures)
22-3 低壓化學氣相沉積 (Low Pressure CVD - LPCVD)
22-4 電漿化學氣相沉積 (Plasma CVD - PCVD)
22-5 光照化學氣相沉積 (Photo-CVD)
22-6 原子層沉積 (Atomic Layer Deposition)
22-7 液相沉積法 (Liquid Phase Deposition)

第23章 金屬接觸與沉積
23-1 金屬化之要求 (Metallization Requirements)
23-2 真空沉積 (Vacuum Deposition)
23-3 沉積技術 (Deposition Techniques)
23-4 真空沉積程序 (Vacuum Deposition Procedure)
23-5 合金/退火 (Alloy/Annealing)
23-6 金屬矽化物 (Silicide)
23-7 銅製程技術 (Copper Processes)

第24章 積體電路封裝
24-1 積體電路封裝 (IC Package)
24-2 封裝分類 (Package Classification)
24-3 封裝流程 (Packaging Flow Chart)
24-4 三維封裝 (3 Dimensional Package)

第四篇 積體電路故障與檢測

第25章 可靠度與功能性檢測
25-1 可靠度基本概念 (Basic Idea of Reliability)
25-2 可靠度檢測 (Reliability Testing)
25-3 故障模型 (Failure Models)
25-4 電磁干擾 (EMI)
25-5 靜電效應 (ESD)
25-6 電性可靠度檢測 (Electrical Reliability Testing)
25-7 功能性檢測 (Function Testing)

第26章 材料特性檢測
26-1 表面形態分析儀器 (Surface Morphology Analysis Instruments)
26-2 晶體結構分析儀器 (Crystal Structure Analysis Instruments)
26-3 組成分析儀器 (Composition Analysis Instruments)

第五篇 製程潔淨控制與安全

第27章 製程潔淨控制與安全(一)
27-1 潔淨程序 (Cleaning Procedures)
27-2 水 (Water)
27-3 空氣/無塵室 (Air/Clean Room)
27-4 人員 (Personnel)
27-5 化學藥品 (Chemicals)
27-6 氣體 (Gases)

第28章 製程潔淨控制與安全(二)
28-1 高壓氣瓶 (High Pressure Cylinder)
28-2 壓力調節器 (Pressure Regulator)
28-3 吹淨 (Blow Up)
28-4 洩漏偵測 (Leak Check)
28-5 設備上應注意事項 (Equipment Check)
28-6 廢氣之排放 (Exhaust)
28-7 緊急時應注意事項 (Emergency)

習題演練