《集成电路工艺原理》教学大纲

《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/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

课程目标11

方针、政策

指标点1-2.了解半导体器件的材料、结构、工艺、性能之间

课程目标21

的关系并能够应用于工程问题的分析中

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

课程目标21

导体器件生产制造过程对环境、社会可持续发展的影响

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、

课程目标31

设计与制造工艺并确定研发方案

三、教学内容、基本要求与学时分配

教学对应课

序号教学内容基本要求学时

方式程目标

介绍发展集成电路制造技

了解发展集成甩路制造技术、发

术的必要性，发展历史，

展历史，掌握晶体生长技术（直集中讲课程目

1晶体生长技术（直拉法、3

拉法、区熔法），硅圆片制备方授标1、2

区熔法），硅圆片制备方法

法及规格。

及规格。

介绍超净环境与超净间，了解超净环境与超净间，硅片的

硅片的粘污类型，粘污源粘污类型，粘污源与控制，硅片集中讲课程目

24

与控制，硅片的湿法清洗的湿法清洗工艺。理解微电子行授标1、2

工艺。业与环境保护的关系。

介绍SiO?结构及性质及在了解SiO,结构及性质，掌握硅的

IC工艺中的应用，硅的热热氧化方法，熟悉影响氧化速率

集中讲课程目

3氧化方法，影响氧化速率的因素，氧化缺陷，掩蔽扩散所5

授标2

的因素，氧化缺陷和界而需最小sio?层厚度的估算，sia

电荷。薄膜厚度的测量。

介绍掺杂工艺在集成电路

掌握杂质扩散机理，扩散系数和

制造中的作用，杂质扩散集中讲

扩散方程，熟悉扩散杂质分布及课程目

4机理，扩散系数和扩散方4授、小组

扩散结果测量，了解常用扩散工标2

程，常用扩散工艺及系统讨论

艺及系统设备.

设备。

介绍离子注入的原理，离

子注入系统组成，离子注掌握离子注入系统组成，浓度分集中讲

课程目

5入掺杂的浓度分布，注入布，注入损伤和退火，了解离子4授、小组

标2

损伤和退火，离子注入特注入的原理、特点及应用。讨论

点及应用。

了解真空的基本知识，熟悉其空

介绍真空的基本知识，真

的获得及测量方法，掌握真空蒸

空的获得及测量方法，其

发镀膜法、溅射镀膜法及分子束集中讲课程目

6空蒸发镣膜法、溅射饿膜8

外延镀膜法的原理、设备及应授标2

法及分子束外延镀膜法的

用。了解形貌及台阶根盖问题的

原理、设备及应用。

解决

介绍化学汽相淀积（CVD）r解cvD基本化学过程及动力学集中讲课程目

74

基本化学过程及动力学原原理，掌握各种不同材料、不同授、小组标2

教学对应课

序号教学内容基本要求学时

方式程目标

理，CVD反应器原理、构模式CVD方法系统原理、构造及讨论

造及应用。应用。

介绍外延生长机理，外延

掌握外延生长机理，外延层杂质集中讲

层杂质浓度分布，外延缺课程目

8浓度分布，外延缺陷控制及外延4授、小组

陷控制及外延厚度和电阻标2、3

厚度和电阻率的测量。讨论

率的测量。

掌握光刻工/流程，光刻缺陷控

介绍光刻工艺基本流程，

制及检测，光刻技术分类（光学

光刻缺陷控制及检测，光集中讲

光刻，非光学光刻），常用刻蚀课程目

9刻技术分类。湿法刻蚀、8授、小组

液组成及应用，干法刻蚀系统原标2、3

干法刻蚀，半导体生产中讨论

理及结构组成。了解半导体生产

常用材料的刻蚀技术。

中常用材料的刻蚀技术。

介绍IC工艺中常用的金属

了解金属化及多层互连的意义，集中讲

化材料，金属化原理及工课程目

10掌握金属化原理及工艺方法，熟4授、小组

艺方法，A1及Cu多层互连标2、3

悉A1及Cu多层互连工艺讨论

工艺

介绍器件隔离的原理及方掌握器件隔离的原理及方法，熟

集中讲课程目

11法，双极及CMOS集成电路悉双极及CMOS集成电路制造工4

授标2、3

制造工艺步骤艺步骤

介绍薄膜晶体管的原理、

了解薄膜晶体管的原理、基本结集中讲

基本结构及应用。介绍多课程目

12构及应用。掌握多晶硅、非晶硅2授、小组

晶硅、非晶硅及其他海膜标2、3

及其他薄膜晶体管的制备工艺。讨论

品体管的制备工艺。

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

考核建议

考核/评价细则时应课程目标

依据分值

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

平时小组

40%10%根据讨论汇报的完整性和流畅程度评定打分