現(xiàn)代集成電路制造工藝原理 教學(xué)大綱

1、現(xiàn)代集成電路制造工藝原理教學(xué)大綱Principle of Modern Integrated Circuit Manufacture Technology課程編碼：12A30560 學(xué)分：3 課程類別：專業(yè)任選課計(jì)劃學(xué)時(shí)：48 其中講課：48 實(shí)驗(yàn)或?qū)嵺`：0 上機(jī)：0適用專業(yè)：集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)推薦教材：李惠軍，集成電路制造技術(shù)教程，清華大學(xué)出版社，2014年 參考書目：1. 李惠軍，現(xiàn)代集成電路制造工藝原理，山東大學(xué)出版社，2007年 2. 關(guān)旭東，硅集成電路工藝基礎(chǔ)(第一版)，北京大學(xué)出版社，2003年 3. Stephen A.Campbell，微電子制造科學(xué)學(xué)原理與工程技術(shù)(第二版

2、)，電子工業(yè)出版社，2003年 4. 李乃平，微電子器件工藝(第二版),華中理工大學(xué)出版社，1995年 課程的教學(xué)目的與任務(wù)本課程的教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生掌握當(dāng)代集成電路基本工藝原理，為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)本專業(yè)其他課程打下良好的基礎(chǔ)，使學(xué)生對集成電路工藝有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)。課程的主要任務(wù)是介紹半導(dǎo)體材料制備技術(shù)、微電子器件與集成電路制造工藝原理與技術(shù)，為今后從事此方面的研究與工作奠定基礎(chǔ)。為微電子器件和集成電路的設(shè)計(jì)和制造奠定基礎(chǔ)。課程的基本要求1、通過課堂教學(xué)，要求學(xué)生主要掌握制造集成電路所涉及的材料、外延、氧化、摻雜、微細(xì)圖形加工等的原理與技術(shù)，熟悉雙極型和MOS集成電路的制造工藝流程，了解集成電路的

3、新工藝和新技術(shù)。2、通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉基礎(chǔ)電路工藝相關(guān)知識(shí)，對集成電路的制造工藝有所認(rèn)識(shí)和理解。3、要求學(xué)生學(xué)習(xí)本課程后，能從理論上解釋集成電路工藝方面的問題，能運(yùn)用基本理論指導(dǎo)具體的實(shí)際問題。 各章節(jié)授課內(nèi)容、教學(xué)方法及學(xué)時(shí)分配建議（含課內(nèi)實(shí)驗(yàn)） 第一章 集成電路制造技術(shù)基礎(chǔ) 建議學(xué)時(shí)：2教學(xué)目的與要求 了解集成電路發(fā)展歷程；掌握常規(guī)集成電路制造技術(shù)和PN結(jié)隔離集成電路制造技術(shù)。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 集成電路制造技術(shù)和PN結(jié)隔離集成電路制造技術(shù)授 課 方 法 課堂教學(xué)授 課 內(nèi) 容 一、 常規(guī)集成電路制造技術(shù)基礎(chǔ) 二、 常規(guī)PN結(jié)隔離集成電路制造技術(shù)基礎(chǔ) 第二章 硅材料及襯底制備 建議學(xué)

4、時(shí)：6教學(xué)目的與要求 了解半導(dǎo)體材料的特性, 掌握Si的結(jié)構(gòu)特征；掌握硅及硅襯底晶片的制備方法。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 硅及硅襯底晶片的制備方法授 課 方 法 課堂教學(xué)授 課 內(nèi) 容 第一節(jié) 半導(dǎo)體硅材料一、半導(dǎo)體材料硅的結(jié)構(gòu)特征二、半導(dǎo)體單晶制備過程中的晶體缺陷三、集成電路技術(shù)的發(fā)展和硅材料的關(guān)系第二節(jié) 硅單晶制備一、關(guān)于半導(dǎo)體硅材料及硅襯底晶片的制備二、半導(dǎo)體硅材料的提純技術(shù)三、直拉法生長硅單晶 四、硅單晶的各向異性特征在管芯制造中的應(yīng)用 第三章 外延生長工藝原理 建議學(xué)時(shí)：6教學(xué)目的與要求 了解外延生長技術(shù)；掌握常規(guī)硅氣相外延生長過程的原理、工藝環(huán)境及條件。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 常規(guī)硅氣相外延生長過程

5、的原理、工藝環(huán)境及條件授 課 方 法 課堂教學(xué)授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 外延技術(shù)基本原理一、 關(guān)于外延生長技術(shù)二、 外延生長工藝方法概論三、 常規(guī)硅氣相外延生長過程的動(dòng)力學(xué)原理四、 常規(guī)硅氣相外延生長過程的結(jié)晶學(xué)原理第二節(jié) 氣相外延工藝環(huán)境和效應(yīng)一、關(guān)于氣相外延生長的工藝環(huán)境和工藝條件二、發(fā)生在硅氣相外延生長過程中的二級(jí)效應(yīng)第四章 氧化介質(zhì)薄膜生長 建議學(xué)時(shí)：6教學(xué)目的與要求 掌握氧化硅介質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)；掌握氧化硅介質(zhì)膜的熱生長動(dòng)力學(xué)原理。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 氧化硅介質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、熱生長動(dòng)力學(xué)原理授 課 方 法 課堂教學(xué)授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 氧化硅介質(zhì)薄膜結(jié)構(gòu)和性質(zhì)一、氧化硅介質(zhì)膜的基本結(jié)構(gòu)二、

6、 二氧化硅介質(zhì)膜的主要性質(zhì)三、 氧化硅介質(zhì)膜影響雜質(zhì)遷移行為的內(nèi)在機(jī)理第二節(jié) 氧化硅薄膜制備一、 氧化硅介質(zhì)膜的熱生長動(dòng)力學(xué)原理二、 典型熱生長氧化介質(zhì)膜的常規(guī)生長模式允帶與禁帶格 第五章 半導(dǎo)體的高溫?fù)诫s 建議學(xué)時(shí)：6教學(xué)目的與要求 掌握熱擴(kuò)散現(xiàn)象及擴(kuò)散方程；掌握常規(guī)熱擴(kuò)散工藝；掌握擴(kuò)散行為的仿真；了解深亞微米工藝仿真系統(tǒng)所設(shè)置的小尺寸效應(yīng)模型。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 熱擴(kuò)散現(xiàn)象及擴(kuò)散方程、常規(guī)熱擴(kuò)散工藝、擴(kuò)散行為的仿真授 課 方 法 課堂教學(xué)授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 熱擴(kuò)散的基礎(chǔ)知識(shí)一、固體中的熱擴(kuò)散現(xiàn)象及擴(kuò)散方程二、 常規(guī)高溫?zé)釘U(kuò)散的數(shù)學(xué)描述第二節(jié) 硅工藝熱擴(kuò)散摻雜一、常規(guī)熱擴(kuò)散工藝簡介二、實(shí)際擴(kuò)散

7、行為與理論分布的差異三、擴(kuò)散行為的仿真及影響擴(kuò)散行為的效應(yīng)四、亞微米工藝仿真系統(tǒng)所設(shè)置的小尺寸效應(yīng)模型 第六章 離子注入低溫?fù)诫s 建議學(xué)時(shí)：6教學(xué)目的與要求 掌握離子注入工藝的實(shí)現(xiàn)過程；掌握離子注入摻雜的特點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 離子注入工藝的實(shí)現(xiàn)過程授 課 方 法 課堂教學(xué)授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 離子注入的特點(diǎn)和理論一、離子注入摻雜技術(shù)的特點(diǎn)二、 關(guān)于離子注人技術(shù)的理論描述 三、 關(guān)于離子注入損傷 第二節(jié) 離子注入工藝一、 離子注入退火二、離子注入設(shè)備三、離子注入的工藝實(shí)現(xiàn) 第七章 薄膜氣相淀積工藝 建議學(xué)時(shí)：4教學(xué)目的與要求 掌握化學(xué)氣相沉積方法；掌握晶圓CVD加工的幾種介質(zhì)薄膜。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

8、 化學(xué)氣相沉積方法授 課 方 法 課堂教學(xué)授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 化學(xué)氣相淀積基礎(chǔ)一、常用的幾種化學(xué)氣相淀積方法二、晶圓CVD加工需求最多的幾種介質(zhì)薄膜第二節(jié) 化學(xué)氣相淀積（CVD）的安全性 第八章 圖形光刻工藝原理 建議學(xué)時(shí)：2教學(xué)目的與要求 掌握常規(guī)光刻工藝原理。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 常規(guī)光刻工藝授 課 方 法 課堂教學(xué)授 課 內(nèi) 容一、 關(guān)于光致抗蝕劑二、 常規(guī)光刻工藝原理 第九章 掩模制備工藝原理 建議學(xué)時(shí)：2教學(xué)目的與要求 掌握集成電路掩膜板的制備過程；掌握計(jì)算機(jī)輔助掩模制造技術(shù)。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 集成電路掩膜板的制備過程、計(jì)算機(jī)輔助掩模制造技術(shù)授 課 方 法 課堂教學(xué)與課外閱讀授 課 內(nèi) 容

9、一、 集成電路掩模版的制備二、 光刻掩模版設(shè)計(jì)和制備的基本過程三、 當(dāng)代計(jì)算機(jī)輔助掩模制造技術(shù) 第十章 超大規(guī)模集成工藝 建議學(xué)時(shí)：4教學(xué)目的與要求 掌握超深亞微米級(jí)層次的技術(shù)特征；掌握超深亞微米（VDSM）層次下的小尺寸效應(yīng)；掌握典型的超深亞微米CMOS制造工藝。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 超深亞微米（VDSM）層次下的小尺寸效應(yīng)、典型的超深亞微米CMOS制造工藝授 課 方 法 課堂教學(xué)授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 當(dāng)代集成電路發(fā)展一、當(dāng)代微電子技術(shù)的飛速發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步二、當(dāng)代超深亞微米級(jí)層次的技術(shù)特征三、超深亞微米（VDSM）層次下的小尺寸效應(yīng)第二節(jié) COMS工藝技術(shù)一、 典型的超深亞微米CMOS制造工藝二、

10、 超深亞微米CMOS藝技術(shù)模塊簡介 第十一章 集成電路結(jié)構(gòu)測試圖形 建議學(xué)時(shí)：0教學(xué)目的與要求 了解微電子測試圖形的配置及作用；了解常用的微電子測試結(jié)構(gòu)及其測試原理。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 微電子測試圖形的配置、測試結(jié)構(gòu)及其測試原理授 課 方 法 課外閱讀自學(xué)授 課 內(nèi) 容一、 微電子測試圖形的配置及作用二、 常用的微電子測試結(jié)構(gòu)及其測試原理簡介三、 微電子測試圖形在集成電路工藝流片監(jiān)控中的應(yīng)用 第十二章 電路管芯鍵合封裝 建議學(xué)時(shí)：2教學(xué)目的與要求 了解集成電路晶圓芯片的減薄及劃片技術(shù)；了解集成電路晶圓管芯的裝片技術(shù)及管芯內(nèi)引線鍵合工藝和管芯的外封裝技術(shù)。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 集成電路晶圓芯片的減薄及劃片技術(shù)授 課 方 法 課堂教學(xué)授 課 內(nèi) 容第一節(jié) 集成電路劃片技術(shù)一、集成電路晶圓芯片的減薄及劃片技術(shù)二、集成電路晶圓管芯的裝片技術(shù)第二節(jié) 集成電路鍵合一、集成電路管芯內(nèi)引線鍵合工藝二、集成電路管芯的外封裝技術(shù) 第十三章 管芯失效及可靠性 建議學(xué)時(shí)：2教學(xué)目的與要求 了解半導(dǎo)體器件的可靠性及其包含的內(nèi)容；了解集成電路常見的失效模式和失效機(jī)理、關(guān)于金屬化系統(tǒng)的失效、高能粒子輻射造成的失效行為和輻射效應(yīng)對硅集成電路性能的影響。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 集