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寫作緣由與編寫過程

編寫本書的想法產(chǎn)生于一個陽光明媚的春天，那是我就職于晶門科技的第四個年頭，也就是2014年，如果非要把在中芯國際就職的歲月算進去，應該是我半導體職業(yè)生涯的第六 個春秋了。當時為了給公司寫一份半導體工藝的培訓材料，我重新去讀了很多有關半導體工藝方面的專業(yè)書籍。在翻閱這些專業(yè)書籍的過程中，我了解到雖然目前國內(nèi)市場上介紹半導體工藝的專業(yè)書籍非常多，但是它們大多偏向于理論教學領域，而且很多都是過時的技術，能把理論與實際應用很好地結合的圖書非常少，也就是我們通常所說的理論與實際應用脫 節(jié)。這就造成很多半導體的同行雖然從事半導體工作多年，但始終對半導體工藝了解很少 因為他們很難從紛繁復雜的半導體工藝書籍中快速提取有用的知識。另外，我也在網(wǎng)上搜集 了很多有關半導體工藝方面的資料，一次偶然的機會我在網(wǎng)上看到幾張工藝制程3D圖片的PDF文件，感覺這些3D圖片畫得很有特色，如果對圖片添加一些文字注釋就可以很好地把 某個工藝制程的過程描述清楚，于是我就萌生了以模仿這些3D圖片和外加文字描述的方式 去編寫一本半導體工藝方面書籍的想法，這就是編寫本書第4章內(nèi)容的靈感來源。這些經(jīng)歷也是編寫本書的開端，萬事開頭難，既然走出了第一步，后面的事情就是水到渠成的過程了。雖然沒那么簡單，不過其他章節(jié)的內(nèi)容的確都是以第4章的內(nèi)容為基礎進行擴展的。內(nèi)容擴展的過程就是一個把我平生所學的工藝知識進行系統(tǒng)歸納整理的過程，也可以理解熟能生巧。編寫本書的過程也可謂充滿曲折和艱辛，從最初的收集材料到現(xiàn)在的成書階段，歷時四年有余，一千多天，三易其稿，千錘萬鑿，不斷加工潤色，所付出的努力都是為了使本 書更加通俗易懂和增加可讀性。時至今日也就是我職業(yè)生涯的第十個年頭，可以說編寫這本 書就是十年磨一劍。

下面就和大家聊聊編過程:

第一步是先有第4章的內(nèi)容。第4章整章的內(nèi)容都是圖文并茂的，采用3D彩圖和通俗的文字描述說明一個一個的工藝流程和通過工藝技術形成的IC立體剖面圖，通過IC立體剖面圖再現(xiàn)通過工藝技術形成的剖面輪廓，生動形象地講述了工藝制程整合的整個流程。讀者可以了解每個工藝步驟的目的和實現(xiàn)過程，做到所有的工藝過程一目了然，擺脫了教科書式 的繁瑣理論。這一章內(nèi)容介紹了亞微米、深亞微米和納米工藝制程整合的工藝流程，它是整 本書的核心。當然了，開始的時候僅僅只有亞微米工藝制程整合的內(nèi)容，深亞微米和納米工藝制程整合的內(nèi)容是在后來不斷完善的過程中加上去的，目的是為了讓讀者能一目了然地窺探不同工藝技術的相同點和不同點，能快速地了解和掌握它們的特點。

第二步是在第4章內(nèi)容的基礎上延伸出第3章的內(nèi)容，它也延續(xù)了第4章內(nèi)容的特點，采用圖文并茂和3D彩圖的描述形式。在編寫第4章內(nèi)容時，我發(fā)現(xiàn)沒有辦法插入非工藝流程的彩圖對每個工藝步驟進行詳細解釋，因為第4章內(nèi)容主要介紹工藝制程整合的工藝流程，如果強行插入其他內(nèi)容的圖片和介紹則會顯得喧賓奪主，內(nèi)容也會變得不倫不類，所以才出現(xiàn)了第3章的內(nèi)容。第3章內(nèi)容是對第4章內(nèi)容中的工藝模塊進行物理機理和產(chǎn)生原因 進行分析解釋。例如第3.1節(jié)的三種隔離技術（pn結、LOCOS和STI）的原理和隨著技術的發(fā)展所遇到的瓶頸，以及工藝技術如何一步一步發(fā)展克服困難，然后通過實例講解這些工 藝技術在實際工藝流程中的工程應用，讓大家能快速地掌握這些工藝技術。第3章一共7節(jié)內(nèi)容，在這里就不一一介紹了，僅僅列出工藝模塊的名稱（硬掩膜版、溝道離子注入LDD離子注入、金屬硅化物、靜電放電離子注入和金屬化）。

第三步是在編寫完了第3章和第4章內(nèi)容后，我也希望插入一些很基礎的內(nèi)容，例如對 CVD、PVD、CMP、ETCH、Photo和IMP等進行逐一介紹，但是這部分內(nèi)容與教材太類似了，在出版社編輯的建議下，最終刪掉了這些內(nèi)容，也就是花費在這些內(nèi)容上半年多的時 間都付之東流了。僅僅依靠第3章和第4章內(nèi)容是不能成書的，為了豐富本書的內(nèi)容，后 來又陸陸續(xù)續(xù)花了一年左右的時間去編寫閂鎖效應和ESD電路設計的內(nèi)容，這部分內(nèi)容 沒有在本書中出現(xiàn)，將會在下一本有關閂鎖效應和ESD電路設計的圖書中出現(xiàn)，因為后 來成書的時候內(nèi)容太多了，最后我計劃把它們獨立成書。另外，第3章和第4章內(nèi)容寫得太具體了，它們不能作為序章，為了對第3章和第4章內(nèi)容作鋪墊，所以寫了1章關于集 成電路發(fā)展過程的內(nèi)容作為全書的開端，介紹了集成電路是如何從雙極型工藝技術一步一步發(fā)展到CMOS工藝技術，首先從雙極型工藝技術到PMOS工藝技術，再到NMOS工藝技術。在功耗方面，雙極型工藝技術和NMOS工藝技術都遇到了功耗問題，最后引出低功耗的CMOS工藝技術，同時為了適應不斷變化的應用需求發(fā)展出特色工藝技術（BiC- MOS、BCD和HV- CMOS）。這部分內(nèi)容后來是1.1節(jié)和1.2節(jié)的內(nèi)容，后來又加入了1.3節(jié)的內(nèi)容。

第四步是在編寫完了第1章1.1～1.3節(jié)的內(nèi)容后，由于這部分內(nèi)容是為了引出CMOS工藝技術，它與第3章內(nèi)容銜接得不是很好，所以就增加了1.4節(jié)MOS晶體管按比例縮小的過程中遇到的問題和出現(xiàn)的新技術引出第3章的內(nèi)容，第3章的內(nèi)容本質(zhì)是為了解決這些問題，也可以認為第1.2節(jié)的內(nèi)容是第3章內(nèi)容的概括總結，它起到銜接作用。

第五步是在編寫第1.2節(jié)內(nèi)容的時候，為了搞清楚MOS晶體管在納米級工藝面臨的挑戰(zhàn)和出現(xiàn)的新技術，我對應變硅技術、HKMG技術、FD- SOI和FinFET進行了深入學習，從而把這部分內(nèi)容改編為第2章先進工藝技術的內(nèi)容。這樣第1～4章的內(nèi)容就富有邏輯和清晰地串聯(lián)起來了。

第六步是對于這本書如果只有前面4章的內(nèi)容，那就顯得不夠完整，而且過于單薄了，所以就編寫了第5章關于WAT測試的內(nèi)容，第5章的內(nèi)容與第4章的內(nèi)容緊密相連，把它和第4章的內(nèi)容串起來，算是晶圓完成工藝制程加工后的出貨檢測。

第七步是給全書寫一個后記，如果把第5章的內(nèi)容作為末章，會顯得過于唐突。后記的內(nèi)容作為一個總結，探討了集成電路工藝技術未來的發(fā)展和面臨的瓶頸�？傮w來說，本書的編寫過程是曲折的，也是嘔心瀝血的。分享本書的編寫過程給大家，是為了給大家一個參照，讓大家更好地讀懂這本書。本書旨在向從事半導體行業(yè)的朋友介紹 集成電路制造工藝與工程應用，目的是為了能提供一本簡單易懂并且能與實際工程應用相結合的書。

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