2022年半导体工艺技术教学大纲 .pdf

第 1 页/共 4 页半导体工艺技术一、课程说明课程编号：140424Z10 课程名称：半导体工艺技术/Semiconductor Process Technology 课程类别：专业课，方向三必选学时/学分：48/3 先修课程：半导体器件适用专业：电子信息科学与技术、光电信息科学与工程、应用物理学教材、教学参考书：（1）施敏 著，陈军宁、孟坚 译，半导体制造工艺基础，安徽大学出版社，2007；（2）施敏、李明逵著，王明湘、赵鹤鸣译，半导体器件物理与工艺，苏州大学出版社，2014；（3）张渊 编者，半导体制造工艺，机械工业出版社，2011；（4）夸克（Michael Quirk）、瑟达（Julian Serda）著，韩郑生译，半导体制造技术，电子工业出版社，2012年；（5）崔铮等编著，印刷电子学 材料、技术及其应用，高等教育出版社，2012。二、课程设置的目的意义本课程大纲适用于电子信息科学与技术、光电信息科学与工程、应用物理学等专业，为专业选修课程。通过本课程的学习，使学生对半导体物理、半导体器件和半导体集成电路制造工艺及原理有一个较完整和系统的概念及理解，同时了解微电子集成电路制造相关领域的新设备、新工艺和新技术，使得学生具有一定的半导体器件制备工艺分析和工艺设计能力，以及解决相关工艺技术问题的能力。三、课程的基本要求1 知识要求1)了解半导体器件和工艺技术发展历程及其重要性。2)了解微电子集成电路制造相关领域的新设备、新工艺和新技术。3)掌握半导体器件的基本制造工艺和原理。4)掌握集成电路的基本制造工艺和原理。2 能力要求1)具有半导体器件和集成电路工艺分析能力。具有从参考书、文献、网络等获取能够符合自己需求的知识和信息的能力，具有根据半导体工艺技术的发展现状和趋势能实时完善自身知识结构的能力。2)具有一定的半导体器件制备工艺设计能力，以及解决相关工艺技术问题名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 4 页 -第 2 页/共 4 页的实践能力。在掌握本课程的基本概念、基本知识和分析方法的基础上，培养解决具体的工艺技术问题的能力。3 素质要求1)具有严谨的治学态度和逻辑思维。2)养成独立解决实际问题的能力，培养创新意识和能力。3)勤于学习、勇于创新，富有合作精神。四、教学内容、重点难点及教学设计章节教学内容总学时学时分配教学重点教学难点教学方案设计（含教学方法、教学手段）讲课实践第 1 章引言介绍半导体材料、半导体器件、半导体工艺技术以及基本工艺步骤。2 2 理 解 半 导 体材料、半导体器件、半导体工 艺 及 其 关联用典型事件和数据结合现状和发展讲解材料、器件和工艺及其重要意义。第 2 章晶体生长熔体单晶硅生长；区熔法单晶硅生长；砷化镓晶体生长技术4 4 理 解 和 掌 握硅 以 及 砷 化镓 晶 体 生 长和 制 备 工 艺以 及 材 料 特性。区 熔 法单 晶 生长 以 及材 料特性教学思路：结合实例，讲解晶体生长技术、生长过程、生长机制以及参数控制。教学模式：课前导学（前修课知识归纳与思考题）；3 学时课程讲授；1 学时典型结构分析和专题讨论。第 3 章硅的氧化热氧化过程；氧化过程杂志分布；二样化硅掩模特性、氧化质量、氧化层厚度特性、氧化模拟6 4 2 理 解 和 掌 握硅 的 氧 化 工艺及特性硅 氧 化过 程 中的 杂 质再 分 布以 及 二氧 化 硅掩 模 特性教学思路：结合基本原理，详细介绍硅的热氧化过程、杂志再分布、掩模特性，并结合氧化层质量和厚度介绍氧化过程参数的重要影响因素。教学模式：课前导学、课堂讲授、文献查阅，课中提问抢答，并结合实践操作硅的氧化过程。第 4 章光刻光学光刻、新一代曝光技术；光刻模拟4 4 理 解 和 掌 握光 刻 工 艺 和特性新 一 代曝光法教学思路：结合实例讲解光学光刻原理和过程以及新一代曝光技术，并通过光刻模拟技术来理解光刻技术。教学模式：课前导学、课堂讲授、文献查阅，课中提问抢答。第 5 章刻蚀湿法化学刻蚀、干法刻蚀、刻蚀仿真4 2 2 理 解 和 掌 握刻 蚀 工 艺 以及 湿 法 刻 蚀与干法刻蚀干 法 刻蚀工艺教学思路：结合实例硅的刻蚀、二氧化硅的科室、铝的刻蚀、砷化镓刻蚀等来讲解湿法化学刻蚀过程和基本原理；通过等离子体刻蚀为例来介绍干法刻蚀。教学模式：课前导学、课堂讲授、文献查阅，课中提问抢答，并结合刻蚀仿真实验来理解刻蚀过程。第 6 章基本扩散工4 4 理 解 和 掌 握扩 散 机教学思路：结合实例讲解名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 4 页 -第 3 页/共 4 页章节教学内容总学时学时分配教学重点教学难点教学方案设计（含教学方法、教学手段）讲课实践扩散艺、非本征扩散、横向扩散扩 散 工 艺 及扩散机理理 的 理解，如非本 征 扩散 和 横向扩散光学光刻原理和过程以及新一代曝光技术，并通过光刻模拟技术来理解光刻技术。教学模式：课前导学、课堂讲授、文献查阅，课中提问抢答。第 7 章离子注入注入离子分布于驻留；注入损伤和退火；注入相关工艺过程4 2 2 理 解 和 掌 握离 子 注 入 工艺注 入 离子 范 围以 及 注入损伤教学思路：结合实例、由浅到深讲解注入离子的分布范围和驻留、离子注入的损伤和退火过程、以及离子注入的工艺。教学模式：课前导学、课堂讲授，课中提问抢答，并结合离子注入仿真实验来理解离子注入过程。第 8 章薄膜沉积化学气相沉积和分子束外延生长技术；外延生长的薄膜层结构和缺陷；电介质沉积；多晶硅沉积；薄膜金属化6 4 2 理 解 和 掌 握薄 膜 沉 积 技术和原理外 延 生长 机 理及 缺陷教学思路：围绕薄膜沉积技术，结合实例，由浅到深讲解外延生长、电介质沉积、多晶硅沉积以及薄膜金属化技术。教学模式：课前导学和课堂作业相结合、课堂讲授、归纳和重点解析相结合，并结合薄膜沉积仿真实验来理解薄膜沉积技术。第 9 章工艺集成集成电路的电阻、电容、电感；双极型工艺；MOSFET 技术；MESFET技术；MEMS技术4 4 理 解 和 掌 握半 导 体 器 件工艺集成双 极 性工 艺 以及MOSFET技术教学思路：由浅到深讲解工艺集成的无源单元中电阻、电容和电感；基于已学半导体器件讲解双极型器件工艺和MOSFET工 艺 技 术、MESFET工 艺 技 术 和MEMS 工艺技术。教学模式：课前导学、课堂讲授，课中提问抢答以及课堂作业，并展示集成工艺实物。第 10 章集成电路制造集成电路的电测试、封装、工艺控制、实验设计、成品率等4 4 理 解 和 掌 握半 导 体 集 成电 路 的 制 造工艺及测试封 装 与统 计 工艺 控制教学思路：基于半导体器件学习和理解以及集成工艺技术学习，由浅到深讲解集成电路的测试、封装、工艺控制及成品率等。教学模式：课前导学、课堂讲授，课中提问抢答以及课堂作业，并结合最新的事列讲解。第 11 章印刷电子工艺新兴领域印刷电子学发展；印刷电子技术：喷墨打印，丝网印刷，凹版印刷，凸版印刷，喷涂技术，刮涂技术等4 4 了 解 最 前 沿的 微 电 子 制备 技 术 印刷制备，并理 解 基 本 印刷制备原理印 刷 制备 微 电子 器 件基 本 工艺原理教学思路：基于课题组研究成果和最新最前沿的印刷点子技术讲解和介绍。教学模式：课前导学、课堂讲授，文献查询，实验参观，课中提问抢答以及课堂作业。第 12 章基于目前技2 2 半 导 体 器 件教学思路：对目前发展的名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 4 页 -第 4 页/共 4 页章节教学内容总学时学时分配教学重点教学难点教学方案设计（含教学方法、教学手段）讲课实践未来趋势和挑战术发展，对未来技术的展望：超浅结形成、超薄氧化层、硅化物、互连新材料、SOI 技术发 展 趋 势 与工 艺 技 术 的挑战半导体工艺技术的贯通总结及遇到的挑战，对未来工艺技术的展望和讨论。教学模式：课前导学、课堂讲授和讨论。注：实践包括实验、上机等五、实践教学内容和基本要求实验名称实验内容学时基本要求氧化工艺仿真仿真实验模拟硅的氧化工艺技术2 通过仿真实验理解和掌握硅的氧化工艺刻蚀工艺仿真仿真实验模拟硅及氧化硅的刻蚀工艺技术2 通过仿真实验理解和掌握半导体刻蚀工艺离子注入仿真仿真试验模拟硅的离子注入过程2 通过仿真实验理解和掌握半导体离子注入工艺薄膜沉积实验及工艺仿真结合薄膜沉积仿真实验和现在真空蒸镀和磁控溅射实验理解薄膜沉积技术2 理解薄膜沉积基本原理以及真空相关知识，通过仿真实验实现薄膜沉积制备。六、考核方式及成绩评定教学过程中采取讲授、讨论、分析、作业、课前导学的方式进行，注重过程考核，考核方式包括：笔试、作业、讨论、辩论、课内互动、课外阅读、仿真实验等；过程考核占总评成绩的50%，期末考试点 50%。考核方式考核内容成绩比例（%）备注课内互动和抢答课外作业基本知识，学习主动性，文献和自学能力与素质，创新和解决问题能力10%专题讨论和辩论分析能力，交流素质10%分组进行仿真试验动手能力，思考、解决问题能20%课程考勤主动性和团队素质10%期末考试课程知识和分析能力50%七、大纲主撰人：大纲审核人：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 4 页 -