《集成電路工藝原理》教學大綱課程英文名PrincipleofICprocessing課程代碼M1021030學分3總學時48理論學時48實驗/實踐學時0課程類別專業(yè)課課程性質(zhì)選修先修課程《半導體物理》《半導體器件》適用專業(yè)微電子工程開課學院光學與電子科技學院一、課程地位與課程目標（一）課程地位《集成電路工藝原理》課程介紹集成電路生產(chǎn)工藝及其發(fā)展趨勢。通過本課程的學習，學生將掌握超大規(guī)模集成電路工藝制備的基本原理和了解當前發(fā)展的最新動態(tài)。（二）課程目標1.能夠應用微電子技術(shù)的基本原理和方法給出滿足特定工程需要的固體微電子器件、集成電路與系統(tǒng)設計方案或工藝流程，并能分析和評價設計方案對社會、健康、安全、法律以及文化的影響2.能夠針對微電子領(lǐng)域復雜工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，包括對復雜工程問題的預測與模擬，并能夠理解其局限性。理解并掌握微電子行業(yè)工程管理原理與經(jīng)濟決策方法，并能在多學科環(huán)境中應用。3.具有自主學習和終身學習的意識，有不斷學習和適應發(fā)展的能力，能及時了解微電子領(lǐng)域最新理論、技術(shù)及國際前沿動態(tài)。二、課程目標達成的途徑與方法本課程采用小班化教學模式，理論教學、專題討論相結(jié)合；采用板書、多媒體教學等多種教學手段，引入計算機輔助教學，布置實驗作業(yè)或大型綜合作業(yè)來實現(xiàn)本課程的課程目標。三、課程目標與相關(guān)畢業(yè)要求的對應關(guān)系課程目標課程目標對畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求1.3畢業(yè)要求2.3、2.4畢業(yè)要求4.3畢業(yè)要求5.2、5.3畢業(yè)要求10.2課程目標1HM課程目標2H課程目標3MM注：1.支撐強度分別填寫H、M或L（其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低）。四、課程主要內(nèi)容與基本要求第一章硅的晶體結(jié)構(gòu)1.1硅的晶體結(jié)構(gòu)1.2晶向、晶面和堆積模型1.3硅晶體中的缺陷1.4硅中的雜質(zhì)1.5雜質(zhì)在硅中的溶解度1.6非晶硅結(jié)構(gòu)和特性要求：掌握硅的晶體結(jié)構(gòu)的特點、硅晶體中的缺陷、硅中雜質(zhì)、雜質(zhì)在硅晶體中的溶解度；第二章氧化2.1SiO2的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)2.2SiO2的掩蔽作用2.3硅的熱氧化生長動力學2.4決定氧化速率常數(shù)和影響氧化速率的各種因素2.5熱氧化過程中的雜質(zhì)再分布2.6初始氧化及薄氧化層的制備2.7Si-SiO2的界面特性要求：熟練掌握二氧化硅的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)、掩蔽作用，硅的熱氧化的機理和生長動力學，熱氧化過程中雜質(zhì)的再分布、熱氧化的方法和工藝過程；了解決定氧化速率常數(shù)和影響氧化速率的各種因素、Si-SiO2的界面特性。第三章擴散3.1雜質(zhì)擴散機制3.2擴散系數(shù)與擴散方程3.3擴散雜質(zhì)的分布3.4影響擴散雜質(zhì)分布的其他因素3.5擴散工藝3.6擴散工藝的發(fā)展要求：掌握雜質(zhì)擴散的機制、擴散系數(shù)與擴散方程、擴散雜質(zhì)的分布、擴散工藝過程；了解影響雜質(zhì)分布的其他因素、擴散工藝的發(fā)展；第四章離子注入4.1核碰撞和電子碰撞4.2注入離子在無定性靶中的分布4.3注入損傷4.4熱退火要求：掌握核碰撞和電子碰撞的概念，注入離子在無定性靶中的分布曲線。了解注入損傷、熱退火的特性。第五章：物理氣相淀積5.1真空蒸鍍法制備薄膜的基本原理5.2蒸發(fā)源5.3氣體輝光放電5.4濺射法制備薄膜的基本原理要求：掌握真空蒸發(fā)法制備薄膜的基本原理、真空蒸發(fā)源、氣體輝光放電的原理、濺射方法的基本原理；了解真空蒸發(fā)法可以淀積哪些材料、濺射方法可以淀積哪些材料；第六章化學氣相淀積6.1CVD模型6.2CVD系統(tǒng)6.3CVD多晶硅6.4CVD的SiO26.5CVD氮化硅6.6CVD金屬及硅化物薄膜要求：掌握CVD模型的構(gòu)建，化學氣相淀積系統(tǒng)的工作原理，了解化學氣相淀積Si、多晶硅、氧化硅、氮化硅的方法第七章外延7.1硅汽相外延的基本原理7.2外延層中的雜質(zhì)分布7.3低壓外延7.4選擇外延7.5硅烷熱分解外延7.6SOS技術(shù)7.7分子束外延7.8層錯7.9外延層電阻率的測量要求：掌握硅氣相外延的基本原理和工藝、外延層中的雜質(zhì)分布情況、低壓外延；選擇外延；分子束外延；外延層厚度和電阻率的測量等第八章光刻與刻蝕工藝8.1光刻工藝流程8.2分辨率8.3光刻膠的基本屬性8.4多層光刻膠工藝8.5抗反射涂層工藝8.6紫外線曝光8.7掩模版的制造8.8X射線曝光8.9電子束直寫試暴光8.10光刻工藝對圖形轉(zhuǎn)移的要求8.11濕法腐蝕8.12干法刻蝕8.13干法刻蝕速率要求：掌握光刻工藝的基本原理及光刻工藝流程、幾種常見的光刻技術(shù)、幾種曝光方式工作原理及特點、濕法腐蝕、干法刻蝕、決定刻蝕速率的因素。第九章金屬化與多層互連9.1集成電路工藝對金屬化材料特性的要求9.2鋁在集成電路工藝中的應用9.3銅互連及低K介質(zhì)9.4多晶硅及硅化物9.5集成電路中的多層互聯(lián)要求：掌握金屬化、柵電極的概念、集成電路對金屬化的要求，鋁、銅互聯(lián)在集成電路的應用，多晶硅、鍺硅等柵電極材料及硅化物，多層金屬互連的工藝技術(shù)；第十章工藝集成10.1集成電路的隔離10.2CMOS集成電路的工藝集成10.3雙極集成電路的工藝集成要求：掌握集成電路中的隔離、常用的隔離方法，CMOS工藝中的基本模塊；了解CMOS集成電路的工藝集成流程，雙極集成電路的工藝集成流程，BiCMOS集成電路的工藝集成流程。五、課程學時安排章節(jié)號教學內(nèi)容學時數(shù)學生任務對應課程目標第1章第一章硅的晶體結(jié)構(gòu)3學時完成硅晶體的理論學習及課后討論課程目標1第2章第二章氧化6學時完成氧化作業(yè)課程目標1第3章第三章擴散4學時完成課后作業(yè)，開展擴散方案題設計及提出解決方案課程目標1、3第4章第四章離子注入4學時完成課后作業(yè)，專題討論離子注入的設計課程目標1、3第5章第五章物理氣相淀積4學時完成課后作業(yè)課程目標2第6章第六章化學氣相淀積6學時完成課后作業(yè)，針對不同化學氣相淀積問題，開展專題討論課程目標2第7章第七章外延6學時完成課后作業(yè)，提出外延生長問題解決方案課程目標2第8章第八章光刻與刻蝕工藝8學時完成課后作業(yè)，研究光光刻的原理課程目標2第9章金屬化與多層互連6學時設計多層互聯(lián)布線課程目標1第10章工藝集成4學時整合工藝課程目標1六、實踐環(huán)節(jié)及基本要求（無）序號實驗項目名稱學時基本要求學生任務實驗性質(zhì)實驗類別1注：1.實驗性質(zhì)指演示性、驗證性、設計性、綜合性等；2.實驗類別指必做、選做等。七、考核方式及成績評定考核內(nèi)容考核方式評定標準（依據(jù)）占總成績比例過程考核過程考核（作業(yè)、點名、紀律、網(wǎng)絡課堂）+專題討論/大型作業(yè)/實驗/翻轉(zhuǎn)課堂平時及作業(yè)表現(xiàn)以及專題討論/大型作業(yè)/實驗/翻轉(zhuǎn)課堂表現(xiàn)評分平時及作業(yè)占20%專題討論/大型作業(yè)/實驗/翻轉(zhuǎn)課堂占10%期中考核閉卷期中考試期末考核閉卷期末考試70%考核類別考試，統(tǒng)一命題，教考分離。成績登記方式百分制注：由主講教師在開課前公布詳細的成績評定細則。各部分占總成績的比率，任課教師可根據(jù)不同的教學安排作適當調(diào)整，但須事先報專業(yè)負責人批準并向?qū)W生公布。八、課程目標達成評價 1、各考核項對應課程目標權(quán)重分配如下表：平時及作業(yè)期中考試專題討論/大型作業(yè)/實驗/翻轉(zhuǎn)課堂期末考試課程目標10.30.7課程目標20.20.10.7課程目標30.20.20.30.32、課程目標達成度計算公式：達成值九、推薦教材與主要參考書1、教材：《硅集成電路工藝基礎》關(guān)旭