圖解半導體

前言

第1章　半導體的歷史

電晶體的誕生∕接合型電晶體∕平面型電晶體∕電廠效應電晶體∕半導體積體電路（ＩＣ）∕真空管∕專題：新電晶體的時代

第2章　什麼是半導體？

導體、半導體、絕緣體∕矽∕純質半導體與雜質半導體∕Ｐ型半導體與Ｎ型半導體∕電子與電洞∕能量帶∕ＰＮ接合∕ＭＯＳ構造∕專題：矽的純度與加工精度

第3章　了解各種電路元件

印刷電路板∕電阻器∕電容器∕線圈∕電源∕變壓器∕專題：電路元件與半導體元件

第4章　何謂半導體元件？

電阻元件與電容元件∕ＰＮ接合二極體∕定電壓二極體∕光電二極體∕發光二極體∕半導體雷射∕雙極性電晶體∕ＭＯＳ電晶體∕ＭＯＳ電晶體的變遷∕ＣＭＯＳ型∕Ｂｉ－ＣＭＯＳ型∕ＣＣＤ∕元件分離

第5章　什麼是IC？

ＩＣ是一種集合體∕ＩＣ的種類∕由密集度對ＩＣ所做的分類∕由功能面對ＩＣ所做的分類∕記憶體的種類∕ＤＲＡＭ的世代交替技術的演進∕Ｂｉｔ　Ｃｒｏｓｓ∕ＭＰＵ的兩個支流∕ＭＣＵ∕ＡＩＳＣ∕系統ＬＳＩ∕ＩＣ的用途

第6章　IC進行計算及演算的結構

布林代數∕基本邏輯閘∕比較電路與一致電路∕加算器的結構∕減算器的結構∕正反器∕暫存器與位移暫存器∕運算放大器∕微分器與積分器∕ＤＡ、ＡＤ變換器∕專題：所有的邏輯電路皆可由ＮＯＴ＋ＡＮＤ或ＮＯＴ＋ＯＲ電路予以達成

第7章　IC記憶資料的結構

ＤＲＡＭ的資料寫入與讀取∕ＤＲＡＭ記憶單元的變遷∕ＳＲＡＭ記憶單元的構成∕ＲＯＭ的資料寫入∕ＥＰＲＯＭ的永久記憶與消除全部資料∕ＥＥＰＲＯＭ的寫入與消除∕快閃記憶器∕專題：ＤＲＡＭ的保持時間與微小的洩露

第8章　IC的開發與設計

ＩＣ的開發流程∕功能設計∕邏輯設計∕Ｌａｙｏｕｔ設計∕設計規則∕Ｄｅｖｉｃｅ設計∕光罩設計∕Ｐｒｏｃｅｓｓ設計

第9章　矽晶圓板的製作方法

高純度多結晶矽∕單結晶矽的製作∕晶圓板的加工∕晶片研磨∕收氣∕Ｅpitaxial晶圓板與SOI∕晶圓板口徑對成本造成的衝擊

第10章　IC製造的前期工程

製造ＩＣ的全工程∕前期工程的流程∕Ｇ∕Ｗ工程∕產量∕何處使用何種薄膜∕薄膜的製作方法∕成膜工程∕光蝕刻工程∕蝕刻工程∕雜質添加工程∕熱處理工程∕ＣＭＰ∕洗淨與乾燥∕解析、分析與評估技術∕專題：下階段的曝光技術候選者

第11章　IC製造的後期工程

切割∕裝配∕引線搭接∕無引線搭接∕密封∕加工、打標印∕ｐａｃｋａｇｅ的種類∕ｐａｃｋａｇｅ的變遷與進化∕ＣＳＰ∕散熱的架構∕檢查、篩選∕穩定性試驗與篩選∕何謂ｓｏｆｔ　ｅｒｒｏｒ？

第12章　IC晶圓板的生產線

無塵室∕進入無塵室的體驗∕生產線的電力、純水、氣體∕生產線的純水、氣體、藥液∕ＣＩＭ的活用∕生產線的自動化∕專題：局部無塵化與迷你生產線

第13章　尖端技術的現狀與未來發展

晶圓板的大口徑化∕從步進器至掃瞄器∕Ｂｅａｍ技術∕新材料的開發∕多層配線∕Damascene Process

附錄1 與半導體有關的年表

附錄2 半導體中使用的主要單位與大小

21世紀的今日，資訊化的浪潮正衝擊整個世界。

　　使用個人電腦的網際網路、以行動電話為代表的行動儀器等，皆以相當快的速度普及，從資訊與家電業的茁壯，資訊化的波浪已拍打著業界與一般的社會活動，甚至於個人的生活，而使人感受深切。

　　另外，作為網路中每一個要角的電子儀器，也隨著日益多功能化、高性能化而逐漸的塑造出另一個新貌，成為更具智慧且更為複雜的系統。

　　之所以能夠出現這種電子儀器，或者使電子儀器帶來進步，其基石則為作為核心主角的關鍵元件─半導體以及藉由半導體而開花結果的「積體電路（IC）」。

　　半導體就如同「米」或「原油」一般，已廣泛地滲透於整個社會，而成為現代社會的主要支柱之一。但除了一部份人士之外，相信絕大部分的人都尚未清楚了解半導體的實體。

　　因此，依據本人長期在半導體產業中接觸的經驗與體驗，嘗試編寫這本書，希望能使更多的人能夠對半導體（IC）有更深一層的認識。

　　當所有的相關技術皆已深具基礎之後，才有可能在專門技術上深耕，「彙集各種技術」之後，才能夠誕生半導體。本書中的內容至少已掌握這一原則，也希望能夠作為對半導體已具有一定基礎者的參考資料。

　　最後，對於執筆本書編寫之際給予熱誠鼓勵的朋友們一併上謝忱。