4《半导体工艺》课程教学大纲2016
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半导体工艺课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解半导体的基本概念、性质和分类,掌握半导体材料的生长、制备和加工工艺。
2. 使学生了解半导体器件的原理、结构和工作特性,掌握常见半导体器件的制造工艺。
3. 引导学生掌握半导体集成电路的制备工艺,了解现代半导体工艺技术的发展趋势。
技能目标:1. 培养学生运用半导体工艺知识解决实际问题的能力,提高实验操作技能。
2. 培养学生通过查阅资料、开展小组讨论等方式,对半导体工艺进行自主学习和研究的能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对半导体工艺的兴趣,培养其探索精神和创新意识。
2. 培养学生严谨的科学态度和良好的团队协作精神,使其具备一定的工程伦理观念。
课程性质分析:本课程为高中年级的选修课程,旨在让学生了解半导体工艺的基本知识,培养其实践操作能力和创新意识。
学生特点分析:高中学生具有一定的物理、化学知识基础,思维活跃,好奇心强,具备一定的自主学习能力。
教学要求:1. 结合课本内容,注重理论与实践相结合,提高学生的知识运用能力。
2. 采用启发式教学,引导学生主动参与课堂讨论,培养其独立思考和解决问题的能力。
3. 注重团队合作,培养学生的沟通能力和协作精神。
二、教学内容1. 半导体基本概念:半导体材料的性质、分类及其应用。
教材章节:第一章第一节2. 半导体材料的生长与制备:晶体生长、外延生长、薄膜制备等工艺。
教材章节:第一章第二节、第三节3. 半导体器件工艺:二极管、晶体管、光电器件等的工作原理、结构及制造工艺。
教材章节:第二章4. 集成电路工艺:制备流程、光刻、蚀刻、掺杂、金属化等关键工艺技术。
教材章节:第三章5. 现代半导体工艺技术:FinFET、MEMS、化合物半导体等新型器件与工艺。
教材章节:第四章6. 实践教学:开展半导体器件制备、集成电路工艺流程等实验,提高学生的实践操作能力。
教材章节:第五章教学内容安排与进度:第一周:半导体基本概念及分类第二周:半导体材料的生长与制备第三周:半导体器件工艺第四周:集成电路工艺第五周:现代半导体工艺技术第六周:实践教学(实验一)第七周:实践教学(实验二)第八周:课程总结与评价教学内容注重科学性和系统性,结合教材章节,合理安排教学进度,确保学生能够逐步掌握半导体工艺知识。
半导体材料课程教学大纲第一篇:半导体材料课程教学大纲半导体材料课程教学大纲一、课程说明(一)课程名称:半导体材料所属专业:微电子科学与工程课程性质:专业限选学分: 3(二)课程简介:本课程重点介绍第一代和第二代半导体材料硅、锗、砷化镓等的制备基本原理、制备工艺和材料特性,介绍第三代半导体材料氮化镓、碳化硅及其他半导体材料的性质及制备方法。
目标与任务:使学生掌握主要半导体材料的性质以及制备方法,了解半导体材料最新发展情况、为将来从事半导体材料科学、半导体器件制备等打下基础。
(三)先修课程要求:《固体物理学》、《半导体物理学》、《热力学统计物理》;本课程中介绍半导体材料性质方面需要《固体物理学》、《半导体物理学》中晶体结构、能带理论等章节作为基础。
同时介绍材料生长方面知识时需要《热力学统计物理》中关于自由能等方面的知识。
(四)教材:杨树人《半导体材料》主要参考书:褚君浩、张玉龙《半导体材料技术》陆大成《金属有机化合物气相外延基础及应用》二、课程内容与安排第一章半导体材料概述第一节半导体材料发展历程第二节半导体材料分类第三节半导体材料制备方法综述第二章硅和锗的制备第一节硅和锗的物理化学性质第二节高纯硅的制备第三节锗的富集与提纯第三章区熔提纯第一节分凝现象与分凝系数第二节区熔原理第三节锗的区熔提纯第四章晶体生长第一节晶体生长理论基础第二节熔体的晶体生长第三节硅、锗单晶生长第五章硅、锗晶体中的杂质和缺陷第一节硅、锗晶体中杂质的性质第二节硅、锗晶体的掺杂第三节硅、锗单晶的位错第四节硅单晶中的微缺陷第六章硅外延生长第一节硅的气相外延生长第二节硅外延生长的缺陷及电阻率控制第三节硅的异质外延第七章化合物半导体的外延生长第一节气相外延生长(VPE)第二节金属有机物化学气相外延生长(MOCVD)第三节分子束外延生长(MBE)第四节其他外延生长技术第八章化合物半导体材料(一):第二代半导体材料第一节 GaAs、InP等III-V族化合物半导体材料的特性第二节 GaAs单晶的制备及应用第三节 GaAs单晶中杂质控制及掺杂第四节 InP、GaP等的制备及应用第九章化合物半导体材料(二):第三代半导体材料第一节氮化物半导体材料特性及应用第二节氮化物半导体材料的外延生长第三节碳化硅材料的特性及应用第十章其他半导体材料第一节半导体金刚石的制备及应用第二节低维半导体材料及应用第三节有机半导体材料(一)教学方法与学时分配按照教材中的内容,通过板书和ppt进行讲解。
半导体器件工艺课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握半导体器件工艺的基本原理、工艺流程和关键技术,培养学生分析和解决实际问题的能力。
具体目标如下:1.知识目标:学生能熟练掌握半导体器件的基本概念、类型和性能,了解半导体器件工艺的原理、流程和关键技术。
2.技能目标:学生能够运用所学知识分析和解决实际问题,具备一定的实验操作能力和创新思维。
3.情感态度价值观目标:培养学生对半导体器件工艺的兴趣和热情,增强其对我国半导体产业的认同感和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括半导体器件的基本概念、类型和性能,半导体器件工艺的原理、流程和关键技术。
具体安排如下:1.半导体器件的基本概念、类型和性能:介绍半导体的基本性质、器件的分类和性能指标。
2.半导体器件工艺的原理:讲解半导体器件的制作工艺、原理和关键技术。
3.半导体器件工艺的流程:阐述半导体器件的生产流程、工艺步骤和注意事项。
4.半导体器件的关键技术:分析半导体器件的关键技术、发展趋势和应用领域。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法,包括:1.讲授法:通过讲解半导体器件的基本概念、类型和性能,使学生掌握基础知识。
2.讨论法:学生就半导体器件工艺的关键技术进行讨论,培养学生的思考和表达能力。
3.案例分析法:分析典型半导体器件工艺案例,使学生了解实际生产过程中的问题和解决方案。
4.实验法:安排实验室实践环节,让学生动手操作,提高其实际操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的教材,为学生提供系统、全面的知识体系。
2.参考书:推荐相关的参考书籍,丰富学生的知识视野。
3.多媒体资料:制作课件、教学视频等多媒体资料,提高教学的趣味性和生动性。
4.实验设备:配备齐全的实验设备,为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果,本课程将采用以下评估方式:1.平时表现:关注学生在课堂上的参与度、提问回答等情况,给予相应的表现评价。
半导体材料及IC工艺原理教学大纲课程名称:半导体材料及IC工艺原理课程代码:xxxxxx学时:48学时一、课程背景本课程是为了培养学生对半导体材料及IC工艺原理的基本理论和实际应用进行深入了解和掌握的能力,以满足现代电子科技快速发展的需求。
通过本课程的学习,学生将会掌握半导体材料的基本性质、半导体器件的制备工艺、集成电路的工艺流程和测试技术等知识,为日后从事电子材料开发和集成电路设计提供基础。
二、教学目标1.了解半导体材料的基本性质,包括电子结构、能带理论、迁移率等概念;2.掌握半导体器件的制备工艺,包括光刻、薄膜沉积、离子注入等;3.理解集成电路的工艺流程,包括电路设计、掩模制备、刻蚀、渗透等步骤;4.熟悉集成电路的测试技术,包括电学测试、光学测试、芯片分选等方法;5.培养学生问题解决能力和团队合作能力,通过实验和项目综合应用课程所学知识。
三、教学内容1.半导体材料的基本性质a.电子结构与带隙b.能带理论和载流子c.迁移率与禁带宽度等参数2.半导体器件的制备工艺a.光刻工艺与掩模制备b.步进曝光、薄膜沉积和刻蚀工艺的原理和实施c.离子注入和扩散工艺的基本原理和实践经验3.集成电路的工艺流程a.IC工艺设计与电路设计的基本原理b.掩模图形制备、光刻、刻蚀和薄膜沉积等工艺步骤分析c.渗透、退火、电镀和切割等关键步骤的原理和实践4.集成电路的测试技术a.电学测试方法与设备b.温度、光强和压力等外部环境因素对芯片性能的影响c.芯片分选和封测技术的基本原理和实施方法四、教学方法1.理论讲授:通过课堂讲解、讲义和多媒体等形式,传授半导体材料和IC工艺原理的基本概念和知识。
2.实验探究:组织学生开展实验实践活动,帮助他们理解和巩固课堂所学知识。
3.案例分析:通过真实案例的分析,引导学生理解半导体材料和IC 工艺原理在实际应用中的问题和解决思路。
4.综合应用:通过小组讨论、项目研究等方式,培养学生解决实际问题和团队合作的能力。
半导体代工工艺课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解半导体的基本概念,掌握半导体材料的特点和分类。
2. 让学生了解半导体代工工艺的流程,掌握关键工艺步骤及其作用。
3. 使学生了解半导体器件的结构和原理,掌握常见半导体器件的应用。
技能目标:1. 培养学生运用半导体知识解决实际问题的能力,提高分析问题和解决问题的技巧。
2. 培养学生通过查阅资料、开展小组讨论等方式,自主学习和合作学习的能力。
3. 提高学生动手实践能力,通过实验课程,使学生能够独立完成半导体代工工艺的基本操作。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对半导体科学技术的兴趣,激发学习热情,形成积极的学习态度。
2. 培养学生的团队合作意识,学会尊重他人,积极参与小组讨论和实践活动。
3. 引导学生关注半导体行业的发展,了解我国在半导体领域的成就和挑战,培养学生的家国情怀。
课程性质:本课程为高中年级电子技术课程,以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点:高中年级学生具备一定的物理基础和动手能力,对新鲜事物充满好奇,喜欢探索和实践。
教学要求:注重理论与实践相结合,以学生为主体,充分调动学生的积极性和主动性,提高学生的知识水平和实践能力。
通过本课程的学习,使学生能够达到上述课程目标,为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面:1. 半导体基础知识:- 半导体的基本概念、特性及其分类;- 半导体物理基础,如能带理论、载流子输运等;- 常见半导体材料及其应用。
2. 半导体代工工艺:- 半导体器件的制作流程,包括晶圆制备、光刻、蚀刻、离子注入、金属化等关键工艺步骤;- 各个工艺步骤的原理、设备和技术要求;- 新型半导体代工技术的发展趋势。
3. 半导体器件与应用:- 常见半导体器件的结构、原理及其分类;- 重点介绍晶体管、二极管、MOSFET等器件的工作原理和应用;- 半导体器件在集成电路中的应用。
教学大纲安排如下:第一周:半导体基础知识学习,包括半导体概念、特性及其分类;第二周:半导体物理基础,如能带理论、载流子输运等;第三周:常见半导体材料及其应用;第四周:半导体代工工艺概述,介绍晶圆制备、光刻等工艺步骤;第五周:深入讲解各个工艺步骤的原理、设备和技术要求;第六周:半导体器件的结构、原理及其分类;第七周:晶体管、二极管、MOSFET等器件的工作原理和应用;第八周:半导体器件在集成电路中的应用及新型半导体代工技术的发展趋势。
《半导体制造工艺及设备》课程教学大纲《半导体制造工艺及设备》课程教学大纲课程类别:技术基础必修课课程代码:BT1410_2总学时:总学时48 (双语讲授48)适用专业:微电子制造工程先修课程:大学物理、半导体物理、微电子制造基础一、课程的地位、性质和任务本课程是微电子制造工程专业的一门必修的专业技术基础课。
其作用与任务是:使学生对集成电路制造工艺及其设备有一个比较系统、全面的了解和认识,初步掌握硅材料制备、氧化、淀积、光刻、刻蚀、离子注入、金属化、化学机械平坦化等工艺及其设备,工艺集成以及CMOS工艺的基础理论。
二、课程教学的基本要求1.初步掌握半导体工艺流程的基本理论与方法;2.掌握半导体制造技术的基本工艺(硅材料制备、氧化、淀积、光刻、刻蚀、离子注入、金属化、化学机械平坦化)及其设备;3.初步掌握工艺集成与当前最新的CMOS工艺流程。
三、课程主要内容与学时分配1、半导体制造概述3学时半导体制造在电子制造工程中的地位与概述、基本概念、基本内容2、硅材料制备3学时直拉法、区熔法3、氧化4学时氧化物作用、氧化原理、氧化方法、氧化工艺、氧化炉4、淀积5学时物理淀积与化学气相淀积(CVD)、淀积工艺、CVD淀积系统5、光刻8学时光刻胶、光刻原理、光刻工艺、光刻设备、先进光刻技术、光学光刻与软光刻。
6、刻蚀4学时刻蚀方法、干法刻蚀、湿法刻蚀、等离子刻蚀、刻蚀反应器7、离子注入3学时扩散、离子注入原理、离子注入工艺、离子注入机8、金属化4学时金属类型、金属化方案、金属淀积系统、铜的双大马士革金属化工艺9、化学机械平坦化(CMP)2学时传统平坦化技术、化学机械平坦化CMP工艺、CMP应用10、工艺集成4学时CMOS工艺流程、最新的CMOS工艺四、实验要求与试验内容由于目前实验条件所限,本课程暂无实验安排。
五、教学方法的原则建议教学重点:光刻与刻蚀。
教学难点:CMOS工艺流程。
教学方法提示与指导:教师备课时应多参考几本教材及最新科技动态和科研成果,特别是结合最新的CMOS工艺方法,本课程较抽象,应多采用电化教学、多媒体教学或到工厂实际参观,使学生能融会贯通。
《半导体制造技术》课程教学大纲课程编号:20821305总学时数:48总学分数:3课程性质:必修适用专业:应用物理学一、课程的任务和基本要求:通过本课程学习,使学生对半导体集成电路制造工艺及原理有一个较为完整和系统的概念,了解集成电路制造相关领域的新技术、新设备、新工艺,使学生具有一定工艺分析和设计以及解决工艺问题和提高产品质量的能力。
主要分两部分内容,第一部分介绍主要的半导体材料,基本性质、在器件制造中的应用、材料的生长和加工等。
第二部分介绍超大规模集成电路制造的工艺流程,包括构成流程的各个基本工艺的原理、技术要点、检测方法和工艺质量评价。
该课程不仅是工艺工程师的入门知识,也是设计工程师应掌握的基本知识。
二、基本内容和要求:第一章硅和硅片的制备1.1 晶体结构1.2 单晶硅的生长1.3 硅中的晶体缺陷1.4 硅片制备通过本章的学习,要求学生掌握晶体生长技术(直拉法、区熔法),硅圆片制备及规格,晶体缺陷,硅中杂质。
第二章集成电路制造工艺简介2.1 CMOS工艺流程2.2 CMOS制作步骤通过本章的学习,要求学生简单了解集成电路制造工艺流程和制作步骤。
第三章氧化3.1 热氧化生长3.2 高温炉设备3.3 氧化工艺3.4 质量检测通过本章的学习,要求学生掌握SiO2结构及性质,硅的热氧化,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。
第四章淀积4.1 化学气相淀积4.2 CVD淀积系统4.3 外延4.4 CVD质量检测通过本章的学习,要求学生掌握化学气相淀积的原理和系统,了解外延法的种类。
第五章金属化5.1 金属淀积系统5.2 金属化方案通过本章的学习,要求学生掌握金属化的原理和系统。
第六章光刻6.1 光刻工艺简介6.2 旋转涂胶6.3 前烘6.4 对准和曝光6.5 显影和坚膜通过本章的学习,要求学生掌握光刻工艺流程,光刻缺陷控制及检测,光刻技术分类(光学光刻,非光学光刻),了解最新的光刻工艺技术动态。
《半导体制造工艺》课程标准一、课程概述1.课程性质《半导体制造工艺》课程在对集成电路工艺和生产人员所从事的半导体制造典型工作任务进行分析的基础上而设置,是集成电路技术应用专业的核心课程。
该课程主要学习集成电路工艺流程的前端部分,即半导体制造工艺流程,主要包括清洗、氧化、化学气相淀积、金属化、光刻、刻蚀、掺杂、平坦化等几个主要工艺,具体每一道工艺中学习工艺的基本原理、工艺的操作过程、工艺对应的设备,工艺参数及质量控制。
2.课程任务使学生了解半导体制造过程中各工艺的基本原理、对应的设备。
通过工艺仿真模拟操作, 弥补实践课程由于昂贵的设备及过高的实践费用而无法进行实践教学的缺憾,使学生掌握各工艺的规范操作流程、工艺参数及质量检测方法。
3.课程要求此课程有助于培养具有较高素养的集成电路工艺和生产人员,使其熟知半导体制造过程中各工艺流程,掌握各工艺的规范操作步骤,并对其工艺参数进行测试和质量控制,使其具有较强的安全、规范、成本、质量、团队合作、精益求精等意识。
二、教学目标L知识目标(1)了解污染物杂质的分类和清洗方法;(2)掌握超声波清洗机的工艺流程;(3)了解热氧化方法及工艺原理、氧化设备及氧化膜的质量控制;(4)掌握氧化工艺操作流程;(5)了解薄膜淀积的概念、原理、淀积设备及金属淀积流程;(6)掌握CVD工艺流程及设备操作规范;(7)了解光刻和刻蚀的概念、主要参数、光刻设备及其质量控制;(8)掌握光刻和刻蚀工艺的基本步骤;(9)了解扩散原理、工艺步骤、扩散设备、工艺参数及其控制;(10)了解离子注入原理、离子注入机的组成;(11)掌握离子注入工艺、操作规范和关键工艺控制;(12)了解掺杂质量控制;(13)了解传统平坦化技术和化学机械平坦化。
2.能力目标(1)能采用仿真软件规范熟练操作氧化工艺流程;(2)能采用仿真软件规范熟练操作淀积工艺流程;(3)能采用仿真软件规范熟练操作光刻工艺流程;(4)能采用仿真软件规范熟练操作刻蚀工艺流程;(5)能采用仿真软件规范熟练操作扩散工艺流程;(6)能采用仿真软件规范熟练操作离子注入工艺流程;(7)能采用仿真软件规范熟练操作掺杂工艺流程。
授课主要内容或板书设计课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤6.1引言6.1.1金属化的概念在硅片上制造芯片可以分为两部分:第一,在硅片上利用各种工艺(如氧化、CVD、掺杂、光刻等)在硅片表面制造出各种有源器件和无源元件。
第二,利用金属互连线将这些元器件连接起来形成完整电路系统。
金属化工艺(Metallization)就是在制备好的元器件表面淀积金属薄膜,并进行微细加工,利用光刻和刻蚀工艺刻出金属互连线,然后把硅片上的各个元器件连接起来形成一个完整的电路系统,并提供与外电路连接接点的工艺过程。
6.1.2金属化的作用金属化在集成电路中主要有两种应用:一种是制备金属互连线,另一种是形成接触。
1.金属互连线2.接触1)扩散法是在半导体中先扩散形成重掺杂区以获得N+N或P+P的结构,然后使金属与重掺杂的半导体区接触,形成欧姆接触。
2)合金法是利用合金工艺对金属互连线进行热处理,使金属与半导体界面形成一层合金层或化合物层,并通过这一层与表面重掺杂的半导体形成良好的欧姆接触。
金属化技术在中、小规模集成电路制造中并不是十分关键。
但是随着芯片集成度越来越高,金属化技术也越来越重要,甚至一度成为制约集成电路发展的瓶颈。
早期的铝互连技术已不能满足高性能和超高集成度对金属材料的要求,直到铜互连技术被应用才解决了这个问题。
硅和各种金属材料的熔点和电阻率见表6 1。
为了提高IC性能,一种好的金属材料必须满足以下要求:1)具有高的导电率和纯度。
2)与下层衬底(通常是二氧化硅或氮化硅)具有良好的粘附性。
3)与半导体材料连接时接触电阻低。
4)能够淀积出均匀而且没有“空洞”的薄膜,易于填充通孔。
5)易于光刻和刻蚀,容易制备出精细图形。
6)很好的耐腐蚀性。
7)在处理和应用过程中具有长期的稳定性。
表6-1硅和各种金属材料的熔点和电阻率(20° C)6.2.2铝与硅和二氧化硅一样,铝一直是半导体制造技术中最主要的材料之一。
从集成电路制造早期开始就选择铝作为金属互连的材料,以薄膜的形式在硅片中连接不同器件。
《半导体工艺技术》教学大纲(中文)一、课程名称(中英文)
中文名称:半导体工艺技术
英文名称:Semiconductor Manufacturing
二、课程编码及性质
课程编码:0800021
课程性质:专业核心课,必修课
三、学时与学分
总学时:32
学分:2.0
四、先修课程
大学物理,固体电子学基础,微电子学概论
五、授课对象
可供电子封装技术专业和材料科学与工程专业学生选修。
六、课程教学目的(对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用)
本课程是本专业的核心课程之一,其教学目的主要包括:
1、了解集成电路工艺的发展历史和发展前沿,掌握行业方向和动态:
2、掌握集成电路制造工艺及原理:
3、掌握集成电路制造相关领域的新技术和新设备:
4、培养工艺分析、设汁以及解决工艺问题和提髙产品质量的能力。
表1课程目标对毕业要求的支撐关系
七、教学重点与难点:
教学重点:
重点要求学生掌握不同半导体工艺技术的原理和控制因素,通过这些工艺的组成来实现一定的器件结构。
教学难点:
掌握器件结构和丄艺之间的关系,及其半导体工艺的组合应用。
八、教学方法与手段:
教学方法:
(1)采用现代化教学方法(含PPT演示,设备照片,影像资料等),阐述不同半导体工艺技术的原理和控制因素,保证主要教学内容的完成,这部分以课堂讲授为主;
(2)适时安排课堂小测试和作业,使所学知识点能够融会贯通。
教学手段:
(1)先介绍不同半导体工艺技术的原理和控制因素;
(2)将器件与工艺结合起来,掌握一些器件的工艺实现方法。
(3)将器件性能与工艺、结构联系起来,初步了解器件的分析和设计思路。
九、教学内容与学时安排
(1)总体安排
教学内容与学时的总体安排,如表2所示。
(2)具体内容
各章节的具体内容如下:
1.半导体加工环境与衬底(4学时)
了解半导体工业的发展历史,掌握微电子工艺对环境的基本要求:空气、水、气、化学试剂等。
掌握晶体生长技术(直拉法、区熔法),硅圆片制备及规格,晶体缺陷,硅中杂质。
2.热氧化(4学时)
掌握SiCh结构及性质,硅的热氧化方程及其厚度计算方法,影响氧化速率的因素, 场氧化工艺,氧化缺陷,氧化工艺及设备。
3.热扩散(4学时)
掌握杂质扩散机理,扩散系数和扩散方程,扩散杂质分布,了解常用扩散工艺及系统设备。
4.离子注入(4学时)
掌握离子注入系统组成,浓度分布,注入损伤和退火,离子注入特点及应用。
5.图形转移(3学时)
掌握光刻工艺流程,光刻技术分类(光学光刻,非光学光刻),了解最新的光刻工艺技术动态,掌握光刻掩膜版结构和特点。
6.刻蚀(2学时)
掌握刻蚀分类(湿法刻蚀、干法刻蚀),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。
7.薄膜技术(5学时)
掌握真空技术基础知识,真空系统组成,等离子体基本原理及应用。
了解溅射、蒸发原理及系统组成,形貌及台阶覆盖问题的解决;化学汽相淀积(CVD〉基本化学过程及动力学原理,各种不同材料、不同模式CVD方法系统原理及构造: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。
&半导体器件工艺(6学时)
掌握器件隔离、接触和金属化原理及工艺技术方法;双极、CMOS、BiCMOS I艺技术方法及工艺步骤;掌握常见半导体器件的工艺改进技术及其原理。
(3)各章节的课后思考题(作业)及讨论要求
思考题(课后作业):
第一章加工环境和衬底
1.半导体中“技术节点”和“特征尺寸”的含义。
2.集成电路规模及其缩写。
3.什么是摩尔定律?
4.微电子工艺中常用的狭义半导体材料有哪些?各有什么特点?除此之夕卜,举例
5种广义半导体材料。
5.微电子工艺对环境有哪些基本要求?
6.超纯水制备主要步骤有哪些?
7.直拉法生长硅单晶的工艺过程及要注意的地方。
8.硅片的晶向标示有什么作用?
9.简述硅片的制备步骤。
10.硅单晶中主要会有哪些缺陷?
11.为什么晶体硅产业是一个高污染产业?(查文献)
第二章热氧化
1、在某个双极工艺中,为了隔离晶体管,需要生长in m厚的场氧化层,曲于考虑
到杂质扩散和堆跺层错的形成,氧化必须在1050°C下进行。
如果工艺是在一个大气压下的湿氧气氛中进行,计算所需要的氧化时间。
假定抛物线速率系数与氧化气压成正比,分别计算在5和20个大气压下,氧化所需要的时间。
(1个大气压下,B = 0.4um7h, B/A二2.4 um/h)。
2、一块硅样品在1200°C下采用干氧氧化1小时,问:1)生长的氧化层有多厚?2)
再在1200 °C采用湿氧氧化生长0. IP m需要多长时间?
第三章热扩散
1、在硅片上预淀积杂质磷,朵质剂量为lO'cm^o然后在硅片上覆盖一层SisN.,以防止任何扩散,然后在950 °C下对圆片进行600分钟的再分布。
只考虑轻掺杂,忽略所有重掺杂效应。
a.退火后表面磷的浓度是多少?b.如果硅片是P型,本底硼(B)浓度为10” cm'3,请问结深是多少?
第四章离子注入
1、一个特殊硅器件需要注入硼,峰值在0.3P m深处,峰值浓度为1017cm-3, 求此工
艺需要使用的注入能量和剂量。
如果衬底材料为'型,衬底浓度为1015cm-3,求注入后的结深。
2、什么叫离子注入中的“沟道效应”,可以釆取怎样的措施来减弱“沟道效
应”?
第五章薄膜工艺
1、希望用一台单源蒸发台淀积Ga和A1的混合物,如果淀积温度是1000°C, 堆竭内的初始混合物是1: 1,两种成分黏滞系数都为1,则蒸发初期膜的组成将是怎样?膜的组成如何随时间变化?
2、从图14. 8中找出每一种化合物,大约在什么温度时,生长成为质量输运控制的?
其中假设hg与温度无关,ks=koexp(-E a/kT), Cg为1015cm~3, 计算SiH3Cl2的hg
和k0o
温度(X)
第六章图形转移
1、一个采用汞灯作为光源的曝光机,如果直接将曝光源换成氏准分子激光。
试列
出在光刻中可能遇到的问题。
2、比较接触式曝光、接近式曝光和投影式曝光的优缺点?
第七章刻蚀
1、干法刻蚀中的工艺分类及其特点。
2、湿法刻蚀中,刻蚀Si, SiO:, SiN的腐蚀液分别是什么?
第八章器件制备
1、在下面所列的NPN型非埋层双极晶体管工艺(标准三重扩散工艺,没有埋层)流程中,说
明带*号的工艺步骤的目的:
初始氧化;
光刻,刻蚀氧化层;
*硼离子注入;
去胶,重新生长氧化层;
光刻,刻蚀氧化层;
*磷离子注入;
(以下工艺略去)
讨论(思考题及作业)要求:
每章节学习结束后,学生都要按上课教师的具体要求以书面的形式做一定数量的思考题,作为平时的作业成绩(按约20%讣入课程总成绩)。
十、教学参考书及文献
《硅集成电路工艺基础》,关旭东编,北京大学岀版社,2005年
《微电子器件工艺》李乃平编著,华工理工大学出版社,1995
《半导体制造基础》Gary S. May,施敏著,代永平译,人民邮电岀版社,2007
《微电子制造科学原理与工程技术》Campbell S. A.著,曾莹等译,电子工业出版社,2006
《微电子化学技术基础》刘玉玲等著,化学工业出版社,2005
十一、课程成绩评定与记载考核方式
1、课程考核及评价细则
课程考核及评价细则,详见表3。
2、终结性考试形式:
根据考试试题的难度,可以实施开卷或闭卷考试,以卷面成绩的80%讣入总成绩。
撰稿:《半导体工艺技术》课程组(主笔:张五星)
审核:材料科学与工程学院本科教学指导委员会
2015-12-3。