集成電路工藝制造電科 工程認(rèn)證版 課程教學(xué)大綱

【集成電路工藝制造】【IntegratedCircuitProcessManufacturing】一、基本信息課程代碼：【2080495】課程學(xué)分：【2】面向?qū)I(yè)：【電子科學(xué)與技術(shù)】課程性質(zhì)：【系專(zhuān)業(yè)必修課】開(kāi)課院系：機(jī)電學(xué)院電子工程系使用教材：主教材【書(shū)名:半導(dǎo)體制造技術(shù)導(dǎo)論（第2版），（美）蕭宏著，楊銀堂段寶興譯，電子工業(yè)出版社，2013.1】輔助教材【半導(dǎo)體制造技術(shù)MichaelQuirk,JulianSerda著，韓鄭生譯，電子工業(yè)出版社，2013.5】參考教材【硅超大規(guī)模集成電路工藝技術(shù)——理論、實(shí)踐與模型/(美)普盧默等著，嚴(yán)利人等譯，北京：電子工業(yè)出版社，2005.12】【硅基集成芯片制造工藝原理/李炳宗等著，復(fù)旦大學(xué)出版社，2021.】課程網(wǎng)站網(wǎng)址：/course-ans/courseportal/235980189.html先修課程：【半導(dǎo)體器件物理2080257(3)】二、課程簡(jiǎn)介和課程目標(biāo)本教程所安排的教學(xué)內(nèi)容圍繞現(xiàn)代集成電路制造的基礎(chǔ)工藝，重點(diǎn)了介紹核心工序及關(guān)鍵制造工藝過(guò)程的基本原理。近可能多的就當(dāng)代集成電路芯片制造工藝的最新發(fā)展做了較為詳盡的介紹。本教程共分二十章。第一章至第八章介紹半導(dǎo)體相關(guān)的全部基礎(chǔ)技術(shù)信息。第九章介紹工藝模型概況，用流程圖將硅片制造的主要領(lǐng)域連接起來(lái)。第十章到第十九章覆蓋制造廠(chǎng)中的每一個(gè)主要工藝，包括了：氧化介質(zhì)薄膜生長(zhǎng)；半導(dǎo)體的高溫?fù)诫s；離子注入低溫慘雜；薄膜汽相淀積工藝；圖形光刻工藝原理；掩模制備工藝原理等。在細(xì)節(jié)上覆蓋用于亞0.25μm工藝的最新技術(shù)。包括化學(xué)機(jī)械平坦化，淺槽隔離，步進(jìn)與掃描系統(tǒng)，具有雙大馬士革的銅金屬以及向多腔集成設(shè)備的工藝集成的普遍轉(zhuǎn)移。本課程目標(biāo)：1.深刻掌握集成電路制造過(guò)程中相關(guān)工藝?yán)碚撃Ｐ?、參?shù)和流程。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.4）2.深度理解集成電路工藝制造對(duì)器件及芯片性能影響的關(guān)鍵因素。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.3）3.深入了解集成電路工藝發(fā)展的新工藝、新動(dòng)向。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)7.1）三、選課建議本教程面向微電子科學(xué)與工程，電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)二年級(jí)的本科生授課。四、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)1.工程知識(shí)：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)用于解決微電子科學(xué)與工程領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題1.4能運(yùn)用相關(guān)知識(shí)和數(shù)學(xué)模型分析集成電路工藝流程、封裝工藝流程和芯片失效分析等測(cè)試方面的復(fù)雜問(wèn)題14.研究：能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)微電子科學(xué)與工程領(lǐng)域的復(fù)雜工程技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行研究，包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析與解釋數(shù)據(jù)，并通過(guò)信息綜合得到合理有效的結(jié)論4.3能正確分析和解釋實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)/結(jié)果，并能通過(guò)信息綜合得到合理有效的結(jié)論27.環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展：能夠理解和評(píng)價(jià)針對(duì)集成電路制造領(lǐng)域的工程實(shí)踐對(duì)環(huán)境、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響7.1能知曉與微電子科學(xué)與工程產(chǎn)業(yè)相關(guān)的環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展等方面的理念和內(nèi)涵3備注：表格行數(shù)根據(jù)課程目標(biāo)數(shù)可添加，一個(gè)課程目標(biāo)可以對(duì)應(yīng)1個(gè)指標(biāo)點(diǎn)，也可以多個(gè)課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)1個(gè)指標(biāo)點(diǎn)。五、課程目標(biāo)/課程預(yù)期學(xué)習(xí)成果（預(yù)期學(xué)習(xí)成果要可測(cè)量/能夠證明）序號(hào)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)教與學(xué)方式評(píng)價(jià)方式11.4能運(yùn)用相關(guān)知識(shí)和數(shù)學(xué)模型分析集成電路工藝流程、封裝工藝流程和芯片失效分析等測(cè)試方面的復(fù)雜問(wèn)題1.深刻掌握集成電路制造過(guò)程中相關(guān)工藝?yán)碚撃Ｐ?、參?shù)和流程1.講授法（授課）2.微課視頻示范展示1.作業(yè)、線(xiàn)上視頻學(xué)習(xí)等2.測(cè)驗(yàn)/考試24.3能正確分析和解釋實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)/結(jié)果，并能通過(guò)信息綜合得到合理有效的結(jié)論2.深度理解集成電路工藝制造對(duì)器件及芯片性能影響的關(guān)鍵因素1.拓展啟發(fā)式教學(xué)法2.思政元素（行業(yè)發(fā)展史）1.作業(yè)、資料學(xué)習(xí)等2.測(cè)驗(yàn)/考試37.1能知曉與微電子科學(xué)與工程產(chǎn)業(yè)相關(guān)的環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展等方面的理念和內(nèi)涵3.深入了解集成電路工藝發(fā)展的新工藝、新動(dòng)向1.引導(dǎo)式教學(xué)法2.自主學(xué)習(xí)（課外資料閱讀）資料查找和撰寫(xiě)論文六、課程內(nèi)容單元知識(shí)點(diǎn)能力要求支持的課程目標(biāo)教學(xué)難點(diǎn)1. 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)介紹，半導(dǎo)體制造中的化學(xué)品，沾污控制（第1,5,6章）（6課時(shí)理論）1.知道半導(dǎo)體的發(fā)展歷程2．知道半導(dǎo)體制造過(guò)程中所用化學(xué)品及應(yīng)用領(lǐng)域3.理解半導(dǎo)體制造過(guò)程中的沾污來(lái)源及控制方法4.評(píng)價(jià)硅片的清洗過(guò)程1.能夠正確運(yùn)用半導(dǎo)體中的化學(xué)品2.能夠分析半導(dǎo)體制造過(guò)程中沾污的來(lái)源及控制目標(biāo)1沾污的來(lái)源及硅片的清洗2.硅材料及襯底制備（第2,4章）（4課時(shí)理論）1.知道Czochralski晶體生長(zhǎng)技術(shù)，區(qū)熔晶體生長(zhǎng)技術(shù)2.理解晶片的制備過(guò)程，晶體定向方法3.理解Si氣相外延的基本原理。4.了解外延摻雜技術(shù)1.知道晶體生長(zhǎng)的常用方法2.理解晶片制備過(guò)程中每步的作用3.理解Si片常用的外延生長(zhǎng)技術(shù)及方法目標(biāo)1，2硅片制備過(guò)程和外延原理3.薄膜生長(zhǎng)技術(shù)（第10,11章）（10課時(shí)理論）1.理解SiO2結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和在集成電路中的作用。2.理解熱氧化生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)原理，熱氧化過(guò)程中的雜質(zhì)再分布。3.分析集成電路中的隔離方法。4.理解化學(xué)氣相淀積CVD技術(shù)的原理和應(yīng)用。5.理解物理氣相淀積PVD技術(shù)的原理和應(yīng)用6.綜合分析集成電路中薄膜沉積技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域1.能夠熟練說(shuō)明SiO2在集成電路中的作用和運(yùn)用的其什么特征。2.理解不同熱氧化方法的相關(guān)原理3.能夠判定集成電路中器件的隔離方法4.能夠根據(jù)具體需要，從氧化，CVD，PVD中選擇合適的薄膜沉積方法目標(biāo)1，21.SiO2在集成電路中的應(yīng)用及熱氧化原理2.CVD在集成電路中的應(yīng)用3.PVD在集成電路中的應(yīng)用4.摻雜工藝（第17章）（6課時(shí)理論）1.理解擴(kuò)散的原理和優(yōu)缺點(diǎn)2.理解離子注入相對(duì)擴(kuò)散的優(yōu)點(diǎn)和原理。3.理解退火的作用4.運(yùn)用合適的工藝實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)的摻雜1.能夠掌握擴(kuò)散的原理和應(yīng)用2.能夠掌握離子注入的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用3.能夠根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的摻雜方法目標(biāo)1，21.擴(kuò)散和離子注入的原理及設(shè)備結(jié)構(gòu)2.退火作用5.圖形轉(zhuǎn)移工藝（第13-16章）（10課時(shí)理論）1.理解光刻的定義，目的2.分析光刻的步驟3.分析影響光刻的因素和發(fā)展趨勢(shì)4.理解刻蝕的定義，目的，分類(lèi)5.分析刻蝕的影響因素1.能夠根據(jù)具體的工藝分析每一步光刻的目的作用2.熟練掌握光刻的工藝流程3.學(xué)會(huì)分析影響光刻的因素以及最新的發(fā)展趨勢(shì)4.掌握集成電路中不同材料的刻蝕技術(shù)和影響刻蝕的因素目標(biāo)1，21.光刻的工藝流程2.光刻和刻蝕的分類(lèi)及影響因素6.金屬化平坦化（第12，18章）（6課時(shí)理論）1.理解集成電路中常用金屬的金屬化過(guò)程和作用2.理解平坦化的分類(lèi)和作用1.掌握集成電路常用金屬的金屬化過(guò)程，作用，及存在問(wèn)題和解決方法2.掌握IC互連金屬化引入銅的優(yōu)缺點(diǎn)和Cu的雙大馬士革工藝流程3.平坦化的原因，分類(lèi)及作用目標(biāo)1，21.常用金屬的金屬化過(guò)程及存在的問(wèn)題2.Cu的大馬士革工藝流程7.超大規(guī)模集成電路工藝匯總（第9章）（6課時(shí)理論）1.綜合運(yùn)用所學(xué)內(nèi)容，分析雙極型器件工藝流程2.綜合運(yùn)用所學(xué)內(nèi)容，分析CMOS器件工藝流程1.學(xué)會(huì)分析并掌握雙極型器件工藝流程2.學(xué)會(huì)分析并掌握CMOS器件工藝流程目標(biāo)3CMOS器件工藝流程七、評(píng)價(jià)方式與成績(jī)1、考核項(xiàng)目與對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)及計(jì)分辦法 采用1+X考核與評(píng)價(jià)方式評(píng)定總成績(jī)，1為期終考試、X1為作業(yè)+在線(xiàn)學(xué)習(xí)、X2為期中考試/測(cè)驗(yàn)、X3為論文，分別占比40%、20%、20%、20%。它們分別與課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)于下表?？傇u(píng)構(gòu)成（全X）評(píng)價(jià)方式分值比例對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)X1作業(yè)+在線(xiàn)學(xué)習(xí)30%目標(biāo)1、2X2期中考試40%目標(biāo)1、2X3論文30%目標(biāo)32.課后目標(biāo)達(dá)成考核與評(píng)價(jià)成績(jī) 下表中“課程目標(biāo)”列為課程達(dá)成的目標(biāo)，1+X各