2011集成电路设计基础教学大纲

集成电路设计基础》课程教学大纲课程名称：集成电路设计基础英文名称：FundamentalsofIntegrateCircuitDesign课程编码：学时/学分：44/2.5课程性质：选修适用专业：电子科学与技术本科学生先修课程：模拟电路、数字电路、电路分析一、课程的目的与任务本课程为高等学校电子科学与技术专业本科生必修的一门工程技术专业课。半导体二、教学内容及基本要求第一章集成电路设计概述教学目的和要求：了解微电子器件工艺发展简史。2个学时集成电路（IC）的发展当前国际集成电路技术发展趋势无生产线集成电路设计技术代工工艺芯片工程与多项目晶圆计划节集成电路设计需要的知识范围息，了解最新工艺技术。考核知识点：集成电路制造技术概况、CMOS电路设计与测试、集成电路设计、VLSI辅助教学活动：第二章晶体生长和晶片制备教学目的和要求Czochralski晶体生长法、区熔晶体生长法、晶片的制备、晶体定向重点和难点重点：晶体定向。难点：衬底材料的制备技术。教学方法和手段：课堂教授与讨论课时安排：4个学时2.12.22.12.22.32.42.5概述硅（Si）（GaAs）磷化铟（InP）绝缘材料金属材料多晶硅材料系统考核知识点：晶体管制造程序、晶体管结构、寄生效应、布线、趋肤效应、设计规则、布局设计与工具。辅助教学活动：预习和复习第三章扩散教学目的和要求：（1）掌握杂质扩散机构，扩散系数，扩散流密度（菲克第一定律），（克第二定律），恒定表面源扩散，有限表面源扩散，两步扩散，扩散系数与杂质浓度的关系，氧化性气体对扩散的影响。（2）了解扩散的相互作用，横向扩散，金扩散。重点和难点：重点：扩散工艺。难点：扩散系数与扩散方程。课时安排：6个学时扩散机构晶体中扩散的基本特点与宏观动力学方程杂质的扩散掺杂热扩散工艺中影响杂质分布的其他因素扩散工艺条件与方法扩散工艺质量与检测素、扩散工艺。辅助教学活动：预习和复习第四章离子注入教学目的和要求：掌握核阻挡机构，电子阻挡机构，非晶靶，单晶靶，双层靶，沟道效应了解注入损伤与退火。重点和难点：重点：注入离子的浓度分布。难点：核阻挡机构，电子阻挡机构。教学方法和手段：课堂教授与讨论课时安排：4个学时概述离子注入原理注入离子在靶中的分布注入损伤退火离子注入设备与工艺离子注入的其他应用离子注入与热扩散比较及掺杂新技术复习与作业要求：查阅网络信息，了解最新工艺技术。考核知识点：核阻挡和电子阻挡机构、注入离子的浓度分布、注入损伤与热退火。辅助教学活动：预习和复习第五章外延教学目的和要求：1）Si气相外延的基本原理，外延掺杂，外延层中的杂质分布，低压外延，选择外延与SOS外延，分子束外延。（2）了解堆剁层错，原位气相腐蚀抛光，埋层图形漂移，自掺杂。重点和难点：重点：SOS外延，分子束外延。难点：外延层中的杂质分布。课时安排：6个学时概述气相外延分子束外延其他外延方法外延缺陷与外延层检测复习与作业要求：查阅网络信息，了解最新工艺技术。SOS外延、分子束外延、层错、图形漂移。辅助教学活动：预习和复习第六章氧化教学目的和要求：SiO2表面反应控制，热氧化过程中的杂质再分布。重点和难点：重点：SiO2的掩蔽作用。难点：热氧化生长动力学原理。课时安排：6个学时二氧化硅薄膜概述硅的热氧化初始氧化阶段及薄氧化层制备热氧化过程中杂质的再分布氧化层的质量及检测其他氧化方法复习与作业要求：查阅网络信息，了解最新工艺技术。考核知识点：SiO2

的结构与性质、SiO2

的掩蔽作用、热氧化生长动力学原理、影响氧化速率的因素、热氧化过程中的杂质再分布、 SiO2

-SiO2

界面性质。辅助教学活动：预习和复习第七章其它薄膜制备方法教学目的和要求：1）了解物理气相淀积（2）掌握化学气相淀积，包括CVDSi、SiO和氮化硅的淀积。2重点和难点重点：薄膜的化学气相淀积。难点：化学气相淀积的方法与条件。教学方法和手段：课堂教授与讨论课时安排：4个学时CVD概述CVD工艺原理CVD工艺方法二氧化硅薄膜的淀积氮化硅薄膜淀积多晶硅薄膜的淀积CVD金属及金属化合物薄膜复习与作业要求：查阅网络信息，了解最新工艺技术。考核知识点：物理气相淀积、化学气相淀积、CVD多晶硅的淀积、CVDSiO2淀积、CVD氮化硅的淀积、金属的化学气相淀积辅助教学活动：预习和复习IC版图设计教学目的和要求：掌握光刻工艺流程，光致抗蚀剂的基本性质，分辨率，掩模板的制造，掩模图形的形成（光学曝光、X射线曝光、电子束直写式曝光），刻蚀技术（蚀、干法刻蚀技术）。重点和难点：重点：光刻工艺流程。教学方法和手段：课堂教授与讨论课时安排：4个学时光刻掩膜版的制造光刻胶光学分辨率增强技术紫外光曝光技术其他曝光技术考核知识点：光刻工艺流程、光致抗蚀剂的基本性质、掩模板的制造、光、电子束直写式曝光、湿法腐蚀、干法刻蚀技术。辅助教学活动：预习和复习

X射线曝CMOS重点：CMO集成电路的工艺集成。难点：CMOS与讨论课时安排：4个学时芯片封装技术集成电路测试技术CMO三、课程教学的特色说明以集成电路为表征的微电子技术是信息时代的关键技术之一。它是技术进步和经济发展的重要因素，作为计算机技术、自动控制、通信技术的基础技术的集成电路不只是微电子类工程师所掌握，而应为越来越多的电子系统设计工程师所了解和掌握。本课程系统介绍集成电路设计中的基础问题、MOS晶体管、特性与分析、CMOS集成电路设计与制造、寄生效应与延时，工艺和版图设计规则，集成电路各种电路类型、分析和设计方法以及电路、版图设计优化等基本问题。通过本课程学习，将为非微电子专业的工程研究生从事集成电路开发设计和VLSI的应用开发打下较为全面的必要的专业基础。四、考试大纲考试的目的与作用考试的目的是为了让学生更好的掌握该课程的基本知识和应用技术， 促进生积极学习，其作用可以考核学生是否达到基本要求和应有的水平。考核内容与考核目标IC制造材料，IC制造工艺，无源元件，IC有源元件与工艺流程，MOSg效应管特性，SPICE的集成电路模拟,IC版图设计，集成电路的测试和封装,MOSS本电路,CMO静态传输逻辑电路,CMO静态恢复逻辑电路 ，CMO动态恢复逻辑电路，时序电路，模拟集成电路与模数混合集成电路主要参考书集成电路设计基础》，清华大学出版社，2004年《VLSI设计概论》，清华大学出版社，2002年课程考试内容与教材的关系课程考试内容与教材紧密相连，基本上可以概括教材的基本知识、基本要求和基本技能。分章节的考核知识点第一章、集成电路制造技术概况；散方程、扩散杂质的分布、影响扩散杂质分布的其它因素、扩散工艺第四章、注入离子的浓度分布SOS外延、分子束外延第六章、SiO2

的掩蔽作用、热氧化生长动力学原理、影响氧化速率的因素第七章、CVD多晶硅的淀积、CVDSiQ的淀积、CVD氮化硅的淀积第八章、光刻工艺流CMO集成电路的工艺集成题目类型与考核方式填空题、选择题、计算题。考核方法为闭卷考试。成绩评定办法80%20%6644628664444第一早晶体生长和晶片制备4第一早晶体生长和晶片制备44第三章扩散第四章离子注入第五章