集成电路工艺制造电科 工程认证版 课程教学大纲

【集成电路工艺制造】【IntegratedCircuitProcessManufacturing】一、基本信息课程代码：【2080495】课程学分：【2】面向专业：【电子科学与技术】课程性质：【系专业必修课】开课院系：机电学院电子工程系使用教材：主教材【书名:半导体制造技术导论（第2版），（美）萧宏著，杨银堂段宝兴译，电子工业出版社，2013.1】辅助教材【半导体制造技术MichaelQuirk,JulianSerda著，韩郑生译，电子工业出版社，2013.5】参考教材【硅超大规模集成电路工艺技术——理论、实践与模型/(美)普卢默等著，严利人等译，北京：电子工业出版社，2005.12】【硅基集成芯片制造工艺原理/李炳宗等著，复旦大学出版社，2021.】课程网站网址：/course-ans/courseportal/235980189.html先修课程：【半导体器件物理2080257(3)】二、课程简介和课程目标本教程所安排的教学内容围绕现代集成电路制造的基础工艺，重点了介绍核心工序及关键制造工艺过程的基本原理。近可能多的就当代集成电路芯片制造工艺的最新发展做了较为详尽的介绍。本教程共分二十章。第一章至第八章介绍半导体相关的全部基础技术信息。第九章介绍工艺模型概况，用流程图将硅片制造的主要领域连接起来。第十章到第十九章覆盖制造厂中的每一个主要工艺，包括了：氧化介质薄膜生长；半导体的高温掺杂；离子注入低温惨杂；薄膜汽相淀积工艺；图形光刻工艺原理；掩模制备工艺原理等。在细节上覆盖用于亚0.25μm工艺的最新技术。包括化学机械平坦化，浅槽隔离，步进与扫描系统，具有双大马士革的铜金属以及向多腔集成设备的工艺集成的普遍转移。本课程目标：1.深刻掌握集成电路制造过程中相关工艺理论模型、参数和流程。（支撑毕业要求指标点1.4）2.深度理解集成电路工艺制造对器件及芯片性能影响的关键因素。（支撑毕业要求指标点4.3）3.深入了解集成电路工艺发展的新工艺、新动向。（支撑毕业要求指标点7.1）三、选课建议本教程面向微电子科学与工程，电子科学与技术专业二年级的本科生授课。四、课程目标对毕业要求指标点的支撑毕业要求指标点毕业要求指标点课程目标1.工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决微电子科学与工程领域的复杂工程问题1.4能运用相关知识和数学模型分析集成电路工艺流程、封装工艺流程和芯片失效分析等测试方面的复杂问题14.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对微电子科学与工程领域的复杂工程技术问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据，并通过信息综合得到合理有效的结论4.3能正确分析和解释实验数据/结果，并能通过信息综合得到合理有效的结论27.环境和可持续发展：能够理解和评价针对集成电路制造领域的工程实践对环境、社会可持续发展的影响7.1能知晓与微电子科学与工程产业相关的环境保护和可持续发展等方面的理念和内涵3备注：表格行数根据课程目标数可添加，一个课程目标可以对应1个指标点，也可以多个课程目标对应1个指标点。五、课程目标/课程预期学习成果（预期学习成果要可测量/能够证明）序号毕业要求指标点课程目标教与学方式评价方式11.4能运用相关知识和数学模型分析集成电路工艺流程、封装工艺流程和芯片失效分析等测试方面的复杂问题1.深刻掌握集成电路制造过程中相关工艺理论模型、参数和流程1.讲授法（授课）2.微课视频示范展示1.作业、线上视频学习等2.测验/考试24.3能正确分析和解释实验数据/结果，并能通过信息综合得到合理有效的结论2.深度理解集成电路工艺制造对器件及芯片性能影响的关键因素1.拓展启发式教学法2.思政元素（行业发展史）1.作业、资料学习等2.测验/考试37.1能知晓与微电子科学与工程产业相关的环境保护和可持续发展等方面的理念和内涵3.深入了解集成电路工艺发展的新工艺、新动向1.引导式教学法2.自主学习（课外资料阅读）资料查找和撰写论文六、课程内容单元知识点能力要求支持的课程目标教学难点1. 半导体产业介绍，半导体制造中的化学品，沾污控制（第1,5,6章）（6课时理论）1.知道半导体的发展历程2．知道半导体制造过程中所用化学品及应用领域3.理解半导体制造过程中的沾污来源及控制方法4.评价硅片的清洗过程1.能够正确运用半导体中的化学品2.能够分析半导体制造过程中沾污的来源及控制目标1沾污的来源及硅片的清洗2.硅材料及衬底制备（第2,4章）（4课时理论）1.知道Czochralski晶体生长技术，区熔晶体生长技术2.理解晶片的制备过程，晶体定向方法3.理解Si气相外延的基本原理。4.了解外延掺杂技术1.知道晶体生长的常用方法2.理解晶片制备过程中每步的作用3.理解Si片常用的外延生长技术及方法目标1，2硅片制备过程和外延原理3.薄膜生长技术（第10,11章）（10课时理论）1.理解SiO2结构、性质和在集成电路中的作用。2.理解热氧化生长动力学原理，热氧化过程中的杂质再分布。3.分析集成电路中的隔离方法。4.理解化学气相淀积CVD技术的原理和应用。5.理解物理气相淀积PVD技术的原理和应用6.综合分析集成电路中薄膜沉积技术优缺点和应用领域1.能够熟练说明SiO2在集成电路中的作用和运用的其什么特征。2.理解不同热氧化方法的相关原理3.能够判定集成电路中器件的隔离方法4.能够根据具体需要，从氧化，CVD，PVD中选择合适的薄膜沉积方法目标1，21.SiO2在集成电路中的应用及热氧化原理2.CVD在集成电路中的应用3.PVD在集成电路中的应用4.掺杂工艺（第17章）（6课时理论）1.理解扩散的原理和优缺点2.理解离子注入相对扩散的优点和原理。3.理解退火的作用4.运用合适的工艺实现杂质的掺杂1.能够掌握扩散的原理和应用2.能够掌握离子注入的优点和应用3.能够根据实际情况选择合适的掺杂方法目标1，21.扩散和离子注入的原理及设备结构2.退火作用5.图形转移工艺（第13-16章）（10课时理论）1.理解光刻的定义，目的2.分析光刻的步骤3.分析影响光刻的因素和发展趋势4.理解刻蚀的定义，目的，分类5.分析刻蚀的影响因素1.能够根据具体的工艺分析每一步光刻的目的作用2.熟练掌握光刻的工艺流程3.学会分析影响光刻的因素以及最新的发展趋势4.掌握集成电路中不同材料的刻蚀技术和影响刻蚀的因素目标1，21.光刻的工艺流程2.光刻和刻蚀的分类及影响因素6.金属化平坦化（第12，18章）（6课时理论）1.理解集成电路中常用金属的金属化过程和作用2.理解平坦化的分类和作用1.掌握集成电路常用金属的金属化过程，作用，及存在问题和解决方法2.掌握IC互连金属化引入铜的优缺点和Cu的双大马士革工艺流程3.平坦化的原因，分类及作用目标1，21.常用金属的金属化过程及存在的问题2.Cu的大马士革工艺流程7.超大规模集成电路工艺汇总（第9章）（6课时理论）1.综合运用所学内容，分析双极型器件工艺流程2.综合运用所学内容，分析CMOS器件工艺流程1.学会分析并掌握双极型器件工艺流程2.学会分析并掌握CMOS器件工艺流程目标3CMOS器件工艺流程七、评价方式与成绩1、考核项目与对应的课程目标及计分办法 采用1+X考核与评价方式评定总成绩，1为期终考试、X1为作业+在线学习、X2为期中考试/测验、X3为论文，分别占比40%、20%、20%、20%。它们分别与课程目标对应于下表。总评构成（全X）评价方式分值比例对应课程目标X1作业+在线学习30%目标1、2X2期中考试40%目标1、2X3论文30%目标32.课后目标达成考核与评价成绩 下表中“课程目标”列为课程达成的目标，1+X各