《大规模集成电路制造工艺》课程教学大纲.docx
大规模集成电路制造工艺课程教学大纲课程名称：大规模集成电路制造工艺 课程代码：MICR2026英文名称：VLSI Technology课程性质：专业必修课学分/学时：3/63开课学期：6适用专业：微电子科学与工程、电子科学与技术先修课程：半导体物理与固体物理基础、半导体器件物理后续课程：工艺模拟与器件模拟开课单位：电子信息学院课程负责人：王明湘大纲执笔人：王明湘大纲审核人：张冬利一、课程性质和课程目标课程性质：大规模集成电路制造工艺是微电子科学与工程和电子科学与技术专业的一门 专业必修课，同时也是两个专业的必修主干课程。是器件模拟与工艺模拟等课程的前导课程。 本课程旨在让学生初步掌握大规模集成电路制造中各项基本工艺技术的原理，以及大规模 CMOS和BJT集成电路芯片的制造流程。课程目标：本课程讲授集成甩路制造涉及的各项基本工艺技术的基本原理，并基于CMOS和 BJT电路讲授工艺集成的方法和具体流程。本课程的具体课程目标如下：1、掌握集成电路制造涉及的各项基本工艺技术的基本原理；2、掌握典型CMOS和BJT集成电路的基本流程和工艺集成；3、能利用工艺仿真软件，基于合理的工艺流程，完成MOSFET和BJT器件的仿真；4、能利用工艺仿真软件，观察工艺参数对于器件特性的影响，并对工艺参数进行优化；5、正确认识集成电路制造行业重要意义、发展规律和未来发展趋势。二、课程目标与毕业要求的对应关系毕业要求指标点课程目标1.工程知识13掌握电子科学与技术相关工程基础知 识，能用于分析工程问题中的器件、电路、 电磁场及信号问题。课程目标1，52.问题分析2.3能运用基本原理分析复杂工程问题，以 获得有效结论。课程目标23.设计/开发解决方案3.3能综合利用专业知识，对设计方案进行 优选和优化，体现创新意识。课程目标45.使用现代工具：5.2能针对复杂工程问题，选择并合理使用 软硬件设计与仿真平台，并理解其局限性。课程目标3三、课程教学内容及学时分配（重点内容：;难点内容：A）1、课程介绍和微纳制造技术导论（4学时）（支撑课程目标5）1.1 本课程的教学内容、结构和考核等1.2 微纳制造产业的重要性1.3 集成电路制造的历史起源1.4 集成电路制造产业的特点1.5 集成电路制造产业的发展规律和未来趋势2、洁净室（3课时）（支撑课程目标1）2.1 洁净等级2.2 洁净室及其实现2.3 洁净室的要求3、集成电路制造的基本流程（3课时）（支撑课程目标1）3.1 从沙子到晶圆3.2 图形转移的实例3.3 晶圆制造流程介绍3.4 集成电路制造产业链4、氧化（5课时）（支撑课程目标1）4.1 二氧化硅在集成电路中的作用4.2 氧化的方法和原理4.3 反应-扩散模型 4.4 氧化膜的评价以及氧化层的缺陷5、光刻（5课时）（支撑课程目标1）5.1 光刻和刻蚀实现图形转移的步骤5.2 光刻的类型和比较5.3 光刻的原理5.4 分辨率增强的方法和未来的光刻方法*45.5 其他实现图形转移的方法6、刻蚀（5课时）（支撑课程目标1）6.1 刻蚀图形的评价6.2 刻蚀的基本过程6.3 湿法腐蚀及其问题6.4 等离子体和干法刻蚀6.5 干法刻蚀的分类和反应离子刻蚀7、掺杂（5课时）（支撑课程目标1）7.1 掺杂原子的分类及其杂质原子的运动7.2 扩散的原理，菲克第一和第二定律7.3 扩散的方法：预淀积和推进扩散7.4 离子注入的原理和方法7.5 快速热退火7.6 掺杂曲线和结深8、化学气相淀积（5课时）（支撑课程目标1）8.1 CVD的分类和应用8.2 APCVD8.3 LPCVD的原理和优势8.4 几种典型介质膜的淀积8.5 PECVD及其应用8.6 ALD及其应用8.7 MOCVD 和 MBE9、物理气相淀积和金属化（5课时）（支撑课程目标1）9.1 PVD的分类和应用9.2 台阶覆盖9.3 蒸发的原理和方法9.4 溅射的原理和方法9.5 多层金属化9.6 CMP和平坦化9.7 铝金属化和铜金属化10、隔离（5课时）（支撑课程目标2）10.1 隔离的要求和评价10.2 隔离方法的演变10.3 LOCOS, STI 和 SOI十10.4 实现SOI的方法11、工艺集成（6课时）（支撑课程目标2）11.1 基本的CMOS电路工艺集成11.2 BJT电路工艺集成11.3 现代小尺寸MOSFET的结构以及短沟道效应的抑制11.4 新型纳米级MOS器件12、工艺仿真介绍和实验案例讲解（3课时）12.1 工艺仿真软件简介（支撑课程目标3）12.2 仿真案例1：氧化和扩散（支撑课程目标3）12.3 仿真案例2： LOCOS （支撑课程目标4）12.4 仿真案例3： MOSFET （支撑课程目标4）实验（支持课程目标4）课时：3周，共9课时1）工艺仿真软件SILVACO运行（支撑课程目标3）2）扩散工艺参数和埋层集电极BJT的案例仿真（支撑课程目标3）3）长沟道和短沟道MOSFET的仿真研究，工艺参数对器件短沟道效应的影响（支撑课程目标4）四、教学方法1、全英文教学或双语教学方式；2、教师以多媒体课件讲授为主线，学生复习课件内容，并自学教学参考书相关内容;3、安排3次工艺仿真实验，辅以工程实例的讲解，学生完成上机实验和实验报告。五、考核及成绩评定方式1、考核及成绩评定方式考核方式：平时过程化考核5次，期末实验部分考核成绩评定方式：过程化考核成绩70%,实验部分30%课程目标达成情况及考试成绩评定占比（）课程目标支撑毕业要求 指标点考试和评价方式成绩占比（）成绩比 例（）过程化1过程化II上机实验课程目标1指标点1.3400040课程目标2指标点2.3020020课程目标3指标点5.2002020课程目标4指标点3.3001010课程目标5指标点1.3100010合计5020301002、考核与评价标准过程化考核评价标准基本要求达成情况评价标准成绩比 例 （%）优秀演）.9良好20.7合格20.6不合格0.6课程目标 1集成电路 制造涉及 的各项基 本工艺技 术的基本 原理概念清晰， 准确描述 集成电路 制造涉及 的各项基 本工艺技 术的基本 原理概念较清 晰，基本能 描述集成 电路制造 涉及的各 项基本工 艺技术的 基本原理掌握基本 概念，知道 集成电路 制造涉及 的各项基 本工艺技 术的基本 原理概念不清 楚，不了解 集成电路制 造涉及的各 项基本工艺 技术的基本 原理40课程目标 2掌握典型CMOS 和 BJT集成电 路的基本 流程和工 艺集成准确掌握 典型CMOS 和BJT集成 电路的基 本流程和 工艺集成 的关键基本掌握 典型CMOS 和BJT集成 电路的基 本流程和 工艺集成 的关键知道典型CMOS 和 BJT集成电 路的基本 流程和工 艺集成的 关键不了解典型 CMOS 和 BJT 集成电路的 基本流程和 工艺集成的 关键20实验部分评价标准课程目标 5集成电路 制造行业 重要意义、 发展规律 和未来发 展趋势概念清晰, 准确描述 集成电路 制造行业 重要意义、 发展规律 和未来发 展趋势概念较清 晰，基本能 描述集成 电路制造 行业重要 意义、发展 规律和未 来发展趋 势掌握基本 概念，知道 集成电路 制造行业 重要意义、 发展规律 和未来发 展趋势概念不清 楚，不了解 集成电路制 造行业重要 意义、发展 规律和未来 发展趋势10达成情况评价标准成绩比基本要求优秀秀.9良好20.7合格格.6不合格0.6例 (%)基本能够大体能够能利用工能够利用利用工艺利用工艺不能够利用艺仿真软工艺仿真仿真软件，仿真软件，工艺仿真软件，基于合软件，基于基于合理基于合理件，基于合课程目标理的工艺合理的工的工艺流的工艺流理的工艺流203流程，完成艺流程，完程，完成程，完成程，完成MOSFET 和成 MOSFETMOSFET 和MOSFET 和MOSFET 和BJT器件的和BJT器件BJT器件的BJT器件的BJT器件的仿真的仿真仿真，有少仿真，但有仿真许错误很多错误基本能够大体能够能利用工能利用工利用工艺利用工艺不能够利用 工艺仿真软 件，观察工 艺参数对于 器件特性的 影响，并对 工艺参数进 行优化艺仿真软艺仿真软仿真软件，仿真软件，件，观察工件，观察工观察工艺观察工艺课程目标A艺参数对 于器件特艺参数对 于器件特参数对于 器件特性参数对于 器件特性104性的影响，性的影响，的影响，并的影响，并并对工艺 参数进行并对工艺 参数进行对工艺参 数进行优对工艺参 数进行优优化优化化，有少许化，但有很错误多错误注：表格中比例为各课程目标所占总评成绩的权重。六、教材及参考书目半导体器件物理与工艺（第三版），施敏原著，王明湘等译，苏州大学出版社
