半導(dǎo)體材料及IC工藝原理教學(xué)大綱

1、物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院本科課程教學(xué)大綱注：微電子必修課1 半導(dǎo)體材料及 ic 工藝原理教學(xué)大綱課程代碼：20226540；英文名稱：semiconductor materials & principles of ic processing課程類別：必修課；總學(xué)時(shí)：64 學(xué)時(shí)；開課時(shí)間：春季；計(jì)劃授課對象：微電子學(xué)本科專業(yè)學(xué)生（三年級）；非微電子學(xué)本科畢業(yè)的相關(guān)電子類研究生；先修課：大學(xué)物理、微電子器件基礎(chǔ)；主要教材：半導(dǎo)體材料講義，游志樸編著，（原書在臺(tái)灣出版） ；the science and engineering of microelectronic fabrication, ste

2、phen a. campbell, oxford（電子工業(yè)出版社購入版權(quán)）, 2001 ；建議參考書：半導(dǎo)體材料 ，楊樹人等編著，科學(xué)出版社，2003；材料科學(xué)與技術(shù)叢書半導(dǎo)體工藝 ， k. a. 杰克遜等 主編，科學(xué)出版社， 1999；silicon vlsi technologyfundamentals, practice and modeling ，lame d. plummer et al, pearson education , 2000；silicon processing ，stanley wolf and richard n. tauber ，lattice press， 20

3、00；semiconductor manufacturing technology ，michael quirk, julian serda, prentice hall（科學(xué)出版社購入版權(quán)）, 2001 ；本課程包括兩個(gè)部分。第一部分介紹主要的半導(dǎo)體材料，基本性質(zhì)、 在器件制造中的應(yīng)用、材料的生長和加工、材料的測試和評價(jià)。第二部分介紹超大規(guī)模集成電路制造的工藝流程，包括構(gòu)成流程的各個(gè)基本工藝的原理、技術(shù)要點(diǎn)、檢測方法和工藝質(zhì)量評價(jià)。該課程不僅是工藝工程師的入門知識，也是設(shè)計(jì)工程師應(yīng)掌握的基本知識。第一篇第一章： ic 平面工藝及發(fā)展概述（2 學(xué)時(shí)）簡要介紹半導(dǎo)體材料及器件的發(fā)展歷史，現(xiàn)狀。特

4、別是強(qiáng)調(diào)現(xiàn)代先進(jìn)工藝技術(shù)和得以發(fā)展的特點(diǎn)； 工藝分析測試技術(shù)、工藝過程質(zhì)量控制、可靠性的重要性，這一問題將貫穿整個(gè)課程。簡要介紹半導(dǎo)體器件的基本工藝流程工藝，以便對各工藝技術(shù)在不同器件中的應(yīng)用有所了解。第二章：半導(dǎo)體材料的基本性質(zhì)（4 學(xué)時(shí)）了解多種常見半導(dǎo)體材料（重點(diǎn)是si、gaas 、sic 和 gan ）的基本特性和用途。掌握常見材料的基本物理和化學(xué)性質(zhì)。結(jié)合器件物理掌握器件對材料的要求。掌握材料參數(shù)的測量方法。第三章： si 單晶的生長與加工（6 學(xué)時(shí)）掌握晶體生長過程中的相變（相圖）、固溶度與分凝等物理概念。了解 si 材料的化學(xué)提純過程。物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院本科課程教學(xué)大綱注：微電子

5、必修課2 掌握單晶si 的直拉法（ cz-si ）和區(qū)熔法（fz-si ）生長的基本工藝特點(diǎn)；雜質(zhì)（施主、受主、 o和 c） 、缺陷和均勻性的控制方法，及其改進(jìn)工藝（mcz-si）的原理。掌握上述si 材料在器件中應(yīng)用；了解ntd-si 的制備和應(yīng)用。了解化合物半導(dǎo)體（gaas為主）的生長技術(shù)和特點(diǎn)。了解材料晶片的加工技術(shù)。掌握 si 晶片的雜質(zhì)吸除技術(shù)的原理和方法。第二篇第一章： ic 制造中的超凈和硅片清潔技術(shù)（2 學(xué)時(shí)）了解 ic 工藝對超凈環(huán)境的要求，了解超凈環(huán)境的獲得方法、等級的意義和評價(jià)指標(biāo)。了解 ic 工藝對化學(xué)試劑、氣體、去離子水以及容器的要求。第一單元：圖形加工技術(shù)第二章：圖

6、形轉(zhuǎn)移技術(shù)（光刻技術(shù)）（4 學(xué)時(shí)）掌握光刻工藝的基本流程。了解光刻膠及正負(fù)膠基本性質(zhì)和特點(diǎn)。掌握光刻技術(shù)的工藝控制和質(zhì)量檢測方法。了解提高光刻精度的先進(jìn)方法。第三章：圖形刻蝕技術(shù)（3 學(xué)時(shí)）了解濕法和干法刻蝕的原理和主要方法。掌握 si3n4,sio2，多晶 si 及金屬的濕法和干法刻蝕。了解終點(diǎn)檢測及損傷。第二單元：熱處理和局域摻雜技術(shù)第四章：熱氧化技術(shù)（6 學(xué)時(shí)）掌握 sio2的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。掌握 sio2薄膜在器件和器件工藝中的應(yīng)用。掌握 sio2薄膜的熱氧化生長工藝。掌握 sisio2界面性質(zhì)及測量。第五章：擴(kuò)散摻雜技術(shù)（5 學(xué)時(shí)）掌握熱擴(kuò)散方程及其兩種邊界條件下的解。掌握擴(kuò)散常規(guī)工藝的

7、控制方法及影響擴(kuò)散的一些因素。掌握施主、受主雜質(zhì)源的選擇原則。掌握擴(kuò)散層質(zhì)量的基本測控技術(shù)。了解擴(kuò)散裝置的特點(diǎn)。第六章：離子注入技術(shù)（5 學(xué)時(shí)）離子注入基本原理及其摻質(zhì)分布。溝道效應(yīng)及抑制方法。離子注入摻雜層的基本測控技術(shù)。離子注入機(jī)的結(jié)構(gòu)。第七章：快速熱處理技術(shù)（1 學(xué)時(shí)）了解快速熱退火技術(shù)在半導(dǎo)體工藝中的作用和重要性。了解快速熱退火實(shí)現(xiàn)的原理和裝置。物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院本科課程教學(xué)大綱注：微電子必修課3 第三單元：薄膜技術(shù)第八章：晶體外延生長技術(shù)（5 學(xué)時(shí)）了解外延生長技術(shù)在分離器件、集成電路和化合物超晶格器件制造中的應(yīng)用。了解外延的基本方法及原理。掌握 si 外延的主要工藝技術(shù)，參數(shù)質(zhì)量控

8、制原理和方法。了解化合物半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)外延工藝的特點(diǎn)。了解先進(jìn)外延技術(shù)的特點(diǎn)和應(yīng)用。第九章：薄膜物理淀積技術(shù)（5 學(xué)時(shí)）了解薄膜生長的物理過程和理論。了解蒸發(fā)和濺射沉積的原理、方法、工藝和應(yīng)用特點(diǎn)及設(shè)備。了解生長工藝對界面物理參數(shù)的影響和控制原理。掌握 al 在集成電路生產(chǎn)的作用，al/si接觸中的尖刺問題及解決，al 的電遷移及解決。了解金屬硅化物的物理淀積技術(shù)。第十章：薄膜化學(xué)汽相淀積（cvd ）技術(shù)（ 5 學(xué)時(shí)）了解化學(xué)氣相沉積的動(dòng)力學(xué)模型和工藝控制技術(shù)原理。了解 sio2、si3n4等介質(zhì)膜的特性、生長方法及其在器件中的應(yīng)用。了解多晶si 、金屬的化學(xué)氣相沉積原理及其在器件中的應(yīng)用。第四單元：集成技術(shù)簡介第十一章：基本技術(shù)（5 學(xué)時(shí)）掌握隔離技術(shù)的作用和實(shí)現(xiàn)的基本方法；了解pn結(jié)隔離和介質(zhì)隔離的特點(diǎn)。了解阱技術(shù)、平坦化（sog ，c