集成電路材料科學與工程基础

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人類有目標地利用質料已有几万年的汗青。從远古的石器期間、公元前的青铜期間和铁器期間，到 18 世纪激發工業革命的钢期間，再到 20 世纪中叶迎接信息技能革命到来的硅期間，人類社會的成长无不依靠質料的改造。質料、能源、信息被認為是現代國民經濟的三大支柱。

進入 21 世纪以来，在經濟全世界化和社會信息化的布景下，國際制造業竞争日趋剧烈，對先辈質料和制造技能的需求加倍急迫。云计较、大数据、挪動互联網、物联網、人工智能等新兴信息技能與制造業的深度交融，正在激發對制造業研發設計、出產制造、財產形态和贸易模式的深入變化，質料改造已成為鞭策先辈制造業成长的重要驱動力。

集成電路財產不但是信息化社會的基石，更是支持經濟社會成长和保障國度平安的计谋性、根本性和先导性財產。2014 年，國務院印發《國度集成電路財產成长推動纲领》，将集成電路財產成长上升為國度计谋，明白了“十三五”時代海内集成電路財產成长的重點及方针。同年 9 月，國度集成電路財產投資基金設立，首期总金额超 1300 亿元。2018年當局事情陈述提出“鞭策集成電路、第五代挪動通訊、飞機發念头、新能源汽车、新質料等財產成长”。集成電三峽水管不通,路財產排在實體經濟第一名置，足见我國對其支撑力度之大。我國集成電路財產正迈進實體經濟新征程。

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集成電路成长進程

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集成電路技能成长(1939～2012 年)

為辦事國度與处所財產和經濟成长整體需求、贯彻落實《國務院關于印發兼顾推動世界一流大學和一流學科扶植整體方案的通知》，安徽大學于 2020 年头组建了“集成電路器件英才班”和“集成電路質料英才班”。“集成電路質料英才班”的專業焦點课程群重要触及集成電路質料物理、質料化學和質料工程與工藝等。

質料科學與工程是一門@經%854RN%由%854RN%過%854RN%程對質%t91Dx%料@组织、布局、成份、合成、加工之間瓜葛的领會和把握，發明新質料、改良原有質料的多學科的交织科學。連系集成電路質料的衬底、工藝和封装三大類特色，把握并钻研質料或構件的機能和微觀组织、布局之間的瓜葛，确立集成電路質料的成份與合成、加工之間的瓜葛，是“集成電路質料英才班”進修質料科學與工程的首要使命。

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集成電路工藝與質料框架圖

今朝國表里質料科學课程的内容并未成熟，针對集成電路質料的質料科學册本十分缺少，有的仅限質料科學和工程的根本理论；有的侧重集成電路質料工藝。咱们的斟酌是：将質料科學與工程的共性問题、根本理论作為钻研集成電路質料的根本，针對集成電路質料的衬底、工藝和封装三大類，论述一些關头質料機能和工藝問题。咱们但愿并信赖，如许的系统和内容既可作為質料專業學生的教科书，也可作為從事質料和集成電路范畴的科技事情者的参考书。因為常识笼盖面廣，咱们约请了相干范畴知论理學者和企業技能職員介入编写事情。

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在質料科學與工程類课程根本上，連系現今質料專業的近况和質料人材的成长需求，以集成電路質料學科中的根本理论和工程工藝問题為主線，與相干學科和學科分支交织，利用于集成電路質料設計、制备、成型、機能和工藝等關头問题的求解。

该书以質料科學與工程為根本，連系集成電路質料的特色，针對集成電路衬底、工藝和封装三大類質料，论述質料關头機能和工藝問题。

内容简介

質料作為現今社會現代文明的首要支柱之一，在科技成长的今天阐扬着愈来指夾式脈搏血氧機,愈首要感化。質料科學與工程根本類课程是各高档院校質料專業的必修课和焦點專業课。本书在質料科學與工程類课程根本上，連系現今質料專業的近况和質料人材的成长需求，以集成電路質料學科中的根本理论和工程工藝問题為主線，與相干學科和學科分支交织，利用于集成電路質料設計、制备、成型、機能和工藝等關头問题的求解。本书重要先容質料化學方面的根本常识，包含質料的構成、質料的布局、質料的機能、質料的制备與成型加工，和集成電路衬底、工藝和封装三大類質料與制备工藝。

本书重要面向集成電路、質料科學與工程相干專業學生，和從事質料和集成電路相干范畴的科技事情者。

作者简介

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孙松，男，汉族，党員。2005年于安徽大學获學士學位，2010年于中國科學技能大學获工學博士學位。2010~2013年在中國科學技能大學從事博士后钻研，2013~2018年，中國科學技能大學，副钻研員。2016~2017年，日本东京大學化學工程系，拜候學者/客座钻研員。2018年10月至今，安徽大學，副傳授、傳授。重要從事工業催化和化工新質料钻研。获安徽省人材規劃、安徽省“雙創团队领甲士才”支撑；主持科技部重點研發規劃子课题、國度天然科學基金、安徽省重點研發規劃等項目。

目次速览

媒介

第1章绪论1
1.1弁言1
1.2質料的界说、分類及基赋性質1
1.2.1金属質料2
1.2.2无機非金属質料2
1.2.3高份子質料3
1.2.4复合質料4
1.3質料科學與工程的钻研内容4
1.4集成電路質料科學與工程概述9
習题13
第2章質料布局根本14
2.1物資的構成與状况14
2.2質料的原子布局14
2.2.1根基觀點14
2.2.2原子中的電子15
2.3原子間互相感化和連系18
2.3.1键协力與键能18
2.3.2主價键20
2.3.3次價键22
2.3.4份子25
2.4固體華夏子有序25
2.4.1结晶體的特色與性子25
2.4.2晶體學根本26
2.4.3晶體的類型33
2.5固體華夏子无序42
2.5.1固溶體42
2.5.2晶體布局缺點46
2.5.3非晶體51
2.5.4分散57
習题62
第3章質料構成與布局63
3.1金属質料的構成與布局63
3.1.1金属質料63
3.1.2合金質料64
3.1.3铁碳合金67
3.1.4非铁金属及合金68
3.1.5非晶态合金7娛樂城, 3
3.1.6金属質料的再结晶74
3.2无機非金属質料的構成與布局74
3.2.1无機非金属質料的構成與連系键74
3.2.2无機非金属材猜中的简略晶體布局75
3.2.3硅酸盐布局77
3.2.4陶瓷80
3.2.5碳化合物82
3.2.6无機非金属質料的非晶體布局85
3.3高份子質料的構成與布局87
3.3.1高份子質料界说及分類87
3.3.2高份子化合物的一级布局88
3.3.3高份子化合物的二级布局94
3.3.4高份子化合物的三级布局96
3.3.5高份子化合物的四级布局98
3.3.6聚合物共混質料99
3.4复合質料的構成與布局99
3.4.1复合質料的界说與分類99
3.4.2复合質料的構成102
3.4.3复合質料的布局與界面109
習题110
第4章質料的機能111
4.1固體質料的力學機能111
4.1.1質料的弹性變形111
4.1.2質料的塑性變形113
4.2質料的热機能115
4.2.1晶格热振動115
4.2.2質料的热容118
4.2.3質料热膨胀125
4.2.4質料的导热性130
4.3質料的電學機能136
4.3.1固體電子理论136
4.3.2質料電导機能142
4.3.3質料介電機能149
4.3.4質料铁電機能154
4.4質料的磁學機能157
4.4.1質料的磁性157
4.4.2磁性質料的分類及其特色160
4.4.3其他磁性質料及利用165
4.5質料的光學機能166
4.5.1質料的線性光學機能166
4.5.2質料的非線性光學機能171
4.6質料的耐腐化性173
4.7复合質料的機能174
4.7.1功效复合質料治療皮炎濕疹,174
4.7.2功效复合效应180
4.8纳米質料及效应180
4.8.1纳米質料简介180
4.8.2纳米質料的特征182
習题183
第5章質料的制备與成型加工185
5.1質料的制备道理與技能根本185
5.2質料的成型加工性186
5.2.1挤出成型186
5.2.2打针成型187
5.2.3压延成型188
5.2.4吹塑成型188
5.2.5压抑成型189
5.2.6浇铸成型189
5.2.7流延成型189
5.2.8手糊成型190
5.2.9喷射成型190
5.3典范金属質料的制备工藝190
5.3.1火法冶金190
5.3.2湿法冶金191
5.3.3電冶金192
5.4无機非金属質料的制备193
5.5高份子質料的制备與聚合物成型加工195
5.5.1本體聚合195
5.5.2溶液聚合195
5.5.3悬浮聚合195
5.5.4乳液聚合196
5.5.5聚合物的成型加工方法196
習题198
第6章集成電路質料與制备工藝199
6.1集成電路制造工藝199
6.2集成電路衬底質料與工藝201
6.2.1半导體質料根本201
6.2.2衬底質料的種類205
6.2.3衬底質料的制备道理與加工工藝212
6.3集成電路工藝質料與制备工藝215
6.3.1光刻胶215
6.3.2掩模版217
6.3.3工藝化學品218
6.3.4電子气體221
6.3.5抛光質料223
6.3.6靶材224
6.4集成電路封装質料與工藝226
6.4.發熱護膝,1集成電路封装觀點與分類226
6.4.2集成電路封装工藝流程233
6.4.3厚膜與薄膜238
6.4.4焊接質料與工藝247
6.4.5封胶質料與技能254
6.4.6陶瓷封装256
6.4.7塑料封装質料與工藝260
習题264
参考文献265

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