序言

张汝京先生，于美国南方卫理公会大学（Southern Methodist University）取得电子工程博士学位。他曾在德州仪器公司工作过20年，并管理过美国、日本、新加坡、意大利及中国台湾地区等多座半导体工厂的相关业务，在半导体技术以及信息产业的发展规划上，张汝京先生卓越的成就和独到的眼光得到业界公认。

更重要的，张汝京先生作为半导体技术方面的创始人，2000年4月，他创办了中国当时最先进的集成电路制造厂——中芯国际集成电路制造有限公司，将国内的半导体加工水平提升到了国际水平，对国内集成电路产业的跨越式发展起到了不可替代的作用。

2009年12月，一个冬日的下午，我专程去上海拜访张汝京先生。那时，恰逢我刚刚给清华大学信息学院的大一新生讲完“从晶体管的发明到信息时代”的课程。近几年，我深深感觉到信息产业的发展迅速，在消费市场巨大需求的牵引下，半导体技术从科学原理到加工工艺都有着日新月异的进步，十年甚至五年前的技术放到今天就已经极为过时了。怎么才能给学生们讲清基本原理的同时，舍弃过时的技术，代之以业界正在使用的成熟技术，甚至是业界尚在研究开发的次世代技术，是我们当时极为关心的话题。

我想到，张先生是随着半导体产业的发展成长起来的领军人物，见证了几个技术世代的兴起与淘汰。他本人不仅有着深厚的学术根基，有着丰富的产业经验，其带领的团队也掌握了业界当时最为尖端的90纳米半导体加工工艺，并且在研制下一代的65纳米和40纳米工艺节点的制造工艺。如果能邀请张先生和他的团队完成一本面向大学生、研究生的先进半导体工艺教科书，我相信是一个最恰当的选择。这个念头自此成为请张先生写作这本书的起始驱动。

所幸，尽管张先生和他的团队事务繁忙，但基于对行业的赤诚，以及对年轻后辈的关爱，他欣然答应。经过数年的笔耕，这本书终于出现在读者面前。值得一提的是，张先生的团队是多年来在顶级半导体代工厂一线工作的科研人员，他们处理实际问题的经验以及从产业出发的独特技术视角，相信会为本书带来传统半导体工艺教材所没有的特色。

感谢清华大学的杨轶博士、李铁夫博士，没有他们多次往返京沪奔波，随时协助张汝京先生整理文字、核对数据，就不可能完成这本书的创作。感谢牛崇实博士、张启华博士等为本书做出贡献的作者们。

王志华2014年3月于北京

前言

20世纪40年代贝尔实验室的科学先进们发明了晶体管，20世纪50年代德州仪器公司和仙童公司的科技大师们分别发明并推展了集成电器的生产技术，20世纪60-70年代大规模生产半导体器件的技术在美国、欧洲及亚洲也蓬勃发展开来。20世纪80年代-迄今，超大型集成电路的设计和生产工艺继续不断以惊人的速度，几乎按着“摩尔定律”不断地加大半导体器件的集成度，而超大型芯片在“线宽”（CD）上也以倍数的形式进行着细微化。自2000年起集成电路的线宽也从“微米级”进入了“纳米级”。2010年起我国先进的半导体生产工艺也从45纳米延伸至28纳米以及更小的线宽。超大规模集成电路的生产工艺，从“微米级”到“纳米级”发生了许多根本上的变化。甚至，从45纳米缩小至28纳米（以及更小的线宽）也必须使用许多新的生产观念和技术。

清华大学的王志华教授于2010年就提议由国内熟悉这类工艺的学者、专家、工程师们共同编撰一本较为先进的半导体工艺教科书，同时也可以供半导体厂的工作人员作为参考资料之用，内容要能包含45纳米、32纳米至28纳米（或更细微化）的工艺技术。本人非常荣幸有机会来邀请国内该领域的部分学者、专家、工程师们共同编写这本书。本书的初稿是用英文写作的，国内学校的许多老师和半导体业界的先进、朋友们希望我们能用中文发行这本书，好让更多的研究所学生、工程师、科研同行更容易阅读并使用本书。我们接着邀请清华大学的教授、老师们将全书翻译成中文，同时也与各方联系取得引用外部资料的许可，清华大学出版社的编辑也帮我们进行编辑加工。几经审稿、改订等大量的工作，本书历时四年多终于完成了！

本书共分19章，涵盖先进集成电路工艺的发展史，集成电路制造流程、介电薄膜、金属化、光刻、刻蚀、表面清洁与湿法刻蚀、掺杂、化学机械平坦化，器件参数与工艺相关性，DFM（Design for Manufacturing）， 集成电路检测与分析、集成电路的可靠性，生产控制，良率提升，芯片测试与芯片封装等项目和课题。我们在此要特别感谢每一章的作者(和作者群)，他们将所知道的最新技术和他们实际工作的经验，尽力地在书中向我们科技界的朋友们一一阐述，也感谢他们为祖国的集成电路科技和协助提升同行朋友们的工艺水平做出的贡献！

我们在此特别题名感谢各位作者（按本书章节次序列名如下）； 卢炯平、季明华、向阳辉、何有丰、荆学珍、周鸣、杨瑞鹏、聂佳相、何伟业、伍强、时雪龙、顾一鸣、刘庆炜、张海洋、刘焕新、许开东、陈枫、刘东升、蒋莉、陈昱升、张立夫、郭志蓉、吴启熙、郭强、高强、陈寰、范良孚、林山本、严大生、牛崇实等！若不是以上各位学者、专家和朋友们的撰写、审稿和改正，全心全力的投入带来宝贵的成果，这本书将无法完成！也感谢中芯国际集成电路有限公司提供的许多非常宝贵的协助！

我们也要再次感谢清华大学的各位老师（王志华教授、李铁夫、杨铁博士）和清华大学出版社自始至终的鼓励、支持和鼎力相助，这本书才能完成并展现在广大读者的面前！希望这本书能够以实际资料来启发国内半导体产业的学者、专家、技术工作者和研究生们独有的创新和发明，让我们的半导体产业与日俱进，从制造到创造，再创华夏辉煌盛世！

张汝京敬上2014年3月于上海