现代集成电路制造工艺原理 教学大纲

1、现代集成电路制造工艺原理教学大纲Principle of Modern Integrated Circuit Manufacture Technology课程编码：12A30560 学分：3 课程类别：专业任选课计划学时：48 其中讲课：48 实验或实践：0 上机：0适用专业：集成电路设计与集成系统推荐教材：李惠军，集成电路制造技术教程，清华大学出版社，2014年 参考书目：1. 李惠军，现代集成电路制造工艺原理，山东大学出版社，2007年 2. 关旭东，硅集成电路工艺基础(第一版)，北京大学出版社，2003年 3. Stephen A.Campbell，微电子制造科学学原理与工程技术(第二版

2、)，电子工业出版社，2003年 4. 李乃平，微电子器件工艺(第二版),华中理工大学出版社，1995年 课程的教学目的与任务本课程的教学目的是培养学生掌握当代集成电路基本工艺原理，为学生后续学习本专业其他课程打下良好的基础，使学生对集成电路工艺有一个明确的认识。课程的主要任务是介绍半导体材料制备技术、微电子器件与集成电路制造工艺原理与技术，为今后从事此方面的研究与工作奠定基础。为微电子器件和集成电路的设计和制造奠定基础。课程的基本要求1、通过课堂教学，要求学生主要掌握制造集成电路所涉及的材料、外延、氧化、掺杂、微细图形加工等的原理与技术，熟悉双极型和MOS集成电路的制造工艺流程，了解集成电路的

3、新工艺和新技术。2、通过本课程的学习，使学生熟悉基础电路工艺相关知识，对集成电路的制造工艺有所认识和理解。3、要求学生学习本课程后，能从理论上解释集成电路工艺方面的问题，能运用基本理论指导具体的实际问题。 各章节授课内容、教学方法及学时分配建议（含课内实验） 第一章 集成电路制造技术基础 建议学时：2教学目的与要求 了解集成电路发展历程；掌握常规集成电路制造技术和PN结隔离集成电路制造技术。教学重点与难点 集成电路制造技术和PN结隔离集成电路制造技术授 课 方 法 课堂教学授 课 内 容 一、 常规集成电路制造技术基础 二、 常规PN结隔离集成电路制造技术基础 第二章 硅材料及衬底制备 建议学

4、时：6教学目的与要求 了解半导体材料的特性, 掌握Si的结构特征；掌握硅及硅衬底晶片的制备方法。教学重点与难点 硅及硅衬底晶片的制备方法授 课 方 法 课堂教学授 课 内 容 第一节 半导体硅材料一、半导体材料硅的结构特征二、半导体单晶制备过程中的晶体缺陷三、集成电路技术的发展和硅材料的关系第二节 硅单晶制备一、关于半导体硅材料及硅衬底晶片的制备二、半导体硅材料的提纯技术三、直拉法生长硅单晶 四、硅单晶的各向异性特征在管芯制造中的应用 第三章 外延生长工艺原理 建议学时：6教学目的与要求 了解外延生长技术；掌握常规硅气相外延生长过程的原理、工艺环境及条件。教学重点与难点 常规硅气相外延生长过程

5、的原理、工艺环境及条件授 课 方 法 课堂教学授 课 内 容第一节 外延技术基本原理一、 关于外延生长技术二、 外延生长工艺方法概论三、 常规硅气相外延生长过程的动力学原理四、 常规硅气相外延生长过程的结晶学原理第二节 气相外延工艺环境和效应一、关于气相外延生长的工艺环境和工艺条件二、发生在硅气相外延生长过程中的二级效应第四章 氧化介质薄膜生长 建议学时：6教学目的与要求 掌握氧化硅介质膜的结构和性质；掌握氧化硅介质膜的热生长动力学原理。教学重点与难点 氧化硅介质膜的结构和性质、热生长动力学原理授 课 方 法 课堂教学授 课 内 容第一节 氧化硅介质薄膜结构和性质一、氧化硅介质膜的基本结构二、

6、 二氧化硅介质膜的主要性质三、 氧化硅介质膜影响杂质迁移行为的内在机理第二节 氧化硅薄膜制备一、 氧化硅介质膜的热生长动力学原理二、 典型热生长氧化介质膜的常规生长模式允带与禁带格 第五章 半导体的高温掺杂 建议学时：6教学目的与要求 掌握热扩散现象及扩散方程；掌握常规热扩散工艺；掌握扩散行为的仿真；了解深亚微米工艺仿真系统所设置的小尺寸效应模型。教学重点与难点 热扩散现象及扩散方程、常规热扩散工艺、扩散行为的仿真授 课 方 法 课堂教学授 课 内 容第一节 热扩散的基础知识一、固体中的热扩散现象及扩散方程二、 常规高温热扩散的数学描述第二节 硅工艺热扩散掺杂一、常规热扩散工艺简介二、实际扩散

7、行为与理论分布的差异三、扩散行为的仿真及影响扩散行为的效应四、亚微米工艺仿真系统所设置的小尺寸效应模型 第六章 离子注入低温掺杂 建议学时：6教学目的与要求 掌握离子注入工艺的实现过程；掌握离子注入掺杂的特点。教学重点与难点 离子注入工艺的实现过程授 课 方 法 课堂教学授 课 内 容第一节 离子注入的特点和理论一、离子注入掺杂技术的特点二、 关于离子注人技术的理论描述 三、 关于离子注入损伤 第二节 离子注入工艺一、 离子注入退火二、离子注入设备三、离子注入的工艺实现 第七章 薄膜气相淀积工艺 建议学时：4教学目的与要求 掌握化学气相沉积方法；掌握晶圆CVD加工的几种介质薄膜。教学重点与难点

8、 化学气相沉积方法授 课 方 法 课堂教学授 课 内 容第一节 化学气相淀积基础一、常用的几种化学气相淀积方法二、晶圆CVD加工需求最多的几种介质薄膜第二节 化学气相淀积（CVD）的安全性 第八章 图形光刻工艺原理 建议学时：2教学目的与要求 掌握常规光刻工艺原理。教学重点与难点 常规光刻工艺授 课 方 法 课堂教学授 课 内 容一、 关于光致抗蚀剂二、 常规光刻工艺原理 第九章 掩模制备工艺原理 建议学时：2教学目的与要求 掌握集成电路掩膜板的制备过程；掌握计算机辅助掩模制造技术。教学重点与难点 集成电路掩膜板的制备过程、计算机辅助掩模制造技术授 课 方 法 课堂教学与课外阅读授 课 内 容

9、一、 集成电路掩模版的制备二、 光刻掩模版设计和制备的基本过程三、 当代计算机辅助掩模制造技术 第十章 超大规模集成工艺 建议学时：4教学目的与要求 掌握超深亚微米级层次的技术特征；掌握超深亚微米（VDSM）层次下的小尺寸效应；掌握典型的超深亚微米CMOS制造工艺。教学重点与难点 超深亚微米（VDSM）层次下的小尺寸效应、典型的超深亚微米CMOS制造工艺授 课 方 法 课堂教学授 课 内 容第一节 当代集成电路发展一、当代微电子技术的飞速发展与技术进步二、当代超深亚微米级层次的技术特征三、超深亚微米（VDSM）层次下的小尺寸效应第二节 COMS工艺技术一、 典型的超深亚微米CMOS制造工艺二、

10、 超深亚微米CMOS艺技术模块简介 第十一章 集成电路结构测试图形 建议学时：0教学目的与要求 了解微电子测试图形的配置及作用；了解常用的微电子测试结构及其测试原理。教学重点与难点 微电子测试图形的配置、测试结构及其测试原理授 课 方 法 课外阅读自学授 课 内 容一、 微电子测试图形的配置及作用二、 常用的微电子测试结构及其测试原理简介三、 微电子测试图形在集成电路工艺流片监控中的应用 第十二章 电路管芯键合封装 建议学时：2教学目的与要求 了解集成电路晶圆芯片的减薄及划片技术；了解集成电路晶圆管芯的装片技术及管芯内引线键合工艺和管芯的外封装技术。教学重点与难点 集成电路晶圆芯片的减薄及划片技术授 课 方 法 课堂教学授 课 内 容第一节 集成电路划片技术一、集成电路晶圆芯片的减薄及划片技术二、集成电路晶圆管芯的装片技术第二节 集成电路键合一、集成电路管芯内引线键合工艺二、集成电路管芯的外封装技术 第十三章 管芯失效及可靠性 建议学时：2教学目的与要求 了解半导体器件的可靠性及其包含的内容；了解集成电路常见的失效模式和失效机理、关于金属化系统的失效、高能粒子辐射造成的失效行为和辐射效应对硅集成电路性能的影响。教学重点与难点 集