《集成电路工艺原理》教学大纲

第页《集成电路工艺原理》教学大纲课程编号：10140069英文名称：PrinciplesofIntegratedCircuitTechnology学分：3.5学时：总学时56学时，其中理论56学时，实践0学时先修课程：固体物理、半导体物理课程类别：专业课程（必修）授课对象：微电子科学与工程专业学生教学单位：数理信息学院修读学期：第5学期一、课程描述和目标本课程为专业必修课程，从基本物理概念出发，结合当前集成电路工艺的最新发展,系统介绍集成电路制造所涉及的基本单项工艺及工艺集成技术，使学生了解硅基集成电路及半导体器件的制造方法，具有硅基集成电路及半导体器件的制造能力。本课程拟达到的课程目标:通过本课程的学习，使学生了解包括光刻、等离子体和反应离子刻蚀、离子注入、扩散、氧化、蒸发、气相外延生长、溅射和化学气相淀积等集成电路基本单项工艺，以及如何将这些单项工艺集成为各种常见的集成电路工艺技术工艺，如CMOS技术、双极型技术，具备硅基集成电路及半导体器件的基本制造能力。课程目标1：使学生增强对集成电路技术的认识，了解集成电路技术的发展状况以及我国集成电路产业在国际上的地位和作用，培养国家自信和爱国情怀。课程目标2：使学生全面理解硅基集成电路制造各单项工艺的基本原理，了解CMOS技术、双极型技术等基本集成电路工艺流程。课程目标3：使学生掌握硅基集成电路及半导体器件的制造方法，具有基本的硅基集成电路及半导体器件制造及分析能力。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重指标点7-1.了解涉及微电子行业的环境保护和可持续发展的方针、政策课程目标11指标点1-2.了解半导体器件的材料、结构、工艺、性能之间的关系并能够应用于工程问题的分析中课程目标21指标点7-2.理解微电子行业与环境保护的关系，能够评价半导体器件生产制造过程对环境、社会可持续发展的影响课程目标21指标点3-2.能够根据半导体器件的研发目标选取适当的材料、设计与制造工艺并确定研发方案课程目标31三、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求学时教学方式对应课程目标1介绍发展集成电路制造技术的必要性，发展历史，晶体生长技术（直拉法、区熔法），硅圆片制备方法及规格。了解发展集成电路制造技术、发展历史，掌握晶体生长技术（直拉法、区熔法），硅圆片制备方法及规格。3集中讲授课程目标1、22介绍超净环境与超净间，硅片的粘污类型，粘污源与控制，硅片的湿法清洗工艺。了解超净环境与超净间，硅片的粘污类型，粘污源与控制，硅片的湿法清洗工艺。理解微电子行业与环境保护的关系。4集中讲授课程目标1、23介绍SiO2结构及性质及在IC工艺中的应用，硅的热氧化方法，影响氧化速率的因素，氧化缺陷和界面电荷。了解SiO2结构及性质，掌握硅的热氧化方法，熟悉影响氧化速率的因素，氧化缺陷，掩蔽扩散所需最小SiO2层厚度的估算，SiO2薄膜厚度的测量。5集中讲授课程目标24介绍掺杂工艺在集成电路制造中的作用，杂质扩散机理，扩散系数和扩散方程，常用扩散工艺及系统设备。掌握杂质扩散机理，扩散系数和扩散方程，熟悉扩散杂质分布及扩散结果测量，了解常用扩散工艺及系统设备。4集中讲授、小组讨论课程目标25介绍离子注入的原理，离子注入系统组成，离子注入掺杂的浓度分布，注入损伤和退火，离子注入特点及应用。掌握离子注入系统组成，浓度分布，注入损伤和退火，了解离子注入的原理、特点及应用。4集中讲授、小组讨论课程目标26介绍真空的基本知识，真空的获得及测量方法，真空蒸发镀膜法、溅射镀膜法及分子束外延镀膜法的原理、设备及应用。了解真空的基本知识，熟悉真空的获得及测量方法，掌握真空蒸发镀膜法、溅射镀膜法及分子束外延镀膜法的原理、设备及应用。了解形貌及台阶覆盖问题的解决8集中讲授课程目标27介绍化学汽相淀积（CVD）基本化学过程及动力学原理，CVD反应器原理、构造及应用。了解CVD基本化学过程及动力学原理，掌握各种不同材料、不同模式CVD方法系统原理、构造及应用。4集中讲授、小组讨论课程目标28介绍外延生长机理，外延层杂质浓度分布，外延缺陷控制及外延厚度和电阻率的测量。掌握外延生长机理，外延层杂质浓度分布，外延缺陷控制及外延厚度和电阻率的测量。4集中讲授、小组讨论课程目标2、39介绍光刻工艺基本流程，光刻缺陷控制及检测，光刻技术分类。湿法刻蚀、干法刻蚀，半导体生产中常用材料的刻蚀技术。掌握光刻工艺流程，光刻缺陷控制及检测，光刻技术分类（光学光刻，非光学光刻），常用刻蚀液组成及应用，干法刻蚀系统原理及结构组成。了解半导体生产中常用材料的刻蚀技术。8集中讲授、小组讨论课程目标2、310介绍IC工艺中常用的金属化材料，金属化原理及工艺方法，Al及Cu多层互连工艺了解金属化及多层互连的意义，掌握金属化原理及工艺方法，熟悉Al及Cu多层互连工艺4集中讲授、小组讨论课程目标2、311介绍器件隔离的原理及方法，双极及CMOS集成电路制造工艺步骤掌握器件隔离的原理及方法，熟悉双极及CMOS集成电路制造工艺步骤4集中讲授课程目标2、312介绍薄膜晶体管的原理、基本结构及应用。介绍多晶硅、非晶硅及其他薄膜晶体管的制备工艺。了解薄膜晶体管的原理、基本结构及应用。掌握多晶硅、非晶硅及其他薄膜晶体管的制备工艺。2集中讲授、小组讨论课程目标2、3合计56四、课程教学方法集中讲授、小组讨论五、学业评价和课程考核考核依据建议分值考核/评价细则对应课程目标平时成绩40%出勤0%每迟到1次扣2分，旷课1次扣5分课程目标1作业10%每缺1次扣2分课程目标2小组讨论10%根据讨论汇报的完整性和流畅程度评定打分课程目标3期中考试20%闭卷考试，包括填空题、选择题、简答题和分析论述题，百分制计分课程目标1、2、3期末考试60%闭卷考试，包括填空题、选择题、简答题和分析论述题，百分制计分课程目标1、2、3六、教材与参考书（一）推荐教材1．《硅集成电路工艺基础》，关旭东主编，北京大学出版社，2014年4月版；2．《微电子制造科学原理与工程技术》，（美）坎贝尔著，曾莹等译，电子工业出版社，2