集成电路制造工艺
分享
课程详情
课程评价
spContent=本课程是我院省品牌建设专业、省十二五重点建设专业群核心专业--微电子技术专业的重要核心课程,是无锡市精品课程、无锡市精品资源共享课程。课程团队编写的教材获评国家“十二五规划”教材,《氧化工艺设备的操作》和《二极管工艺参数的设计》分别获得国家和江苏省“信息化教学设计大赛一等奖”。
—— 课程团队
课程概述

本课程主要讲授集成电路制造的工艺原理、方法、设备及工艺中主要参数的测试和质量控制方法。在结构上对应集成电路产业链的环节,以集成电路生产过程为导向,根据企业岗位设置,对教学内容进行模块化设计,分基础模块、核心模块,拓展模块、提升模块四部分。设计既注重学生对集成电路的整个工艺过程有一完整的了解,同时又重点突出对集成电路芯片制造的五个核心工艺的把握。



授课目标
1.掌握双极和MOS集成电路工艺基本流程; 2.掌握集成电路制造各道工序的原理和方法、集成电路制造过程中的主要参数和检测方法; 3.了解新工艺与必要的生产管理知识; 4.具备集成电路制造工艺操作能力、主要工艺参数的分析能力、查阅新工艺新技术的能力、分析客户要求,设计工艺流程的能力;
课程大纲

模块1 基础模块

第一章 集成电路制造工艺的发展与工艺流程

1.1集成电路制造工艺的发展历史

1.2分立器件和集成电路制造工艺流程

重点:集成电路工艺发展的概况,对特征尺寸的概念的理解,集成电路工艺流程的总体概念。

难点:集成电路制造工艺流程框图的理解。

学时:4

模块2 核心模块

第二章 薄膜制备

2.1半导体生产中常用的薄膜

2.2薄膜生长-SiO2的热氧化

2.3 化学气相淀积

2.4 物理气相淀积

2.5 外延生长

重点:二氧化硅在半导体生产中的作用,热氧化法制备二氧化硅的工艺过程及设备,氧化膜的质量检测;三种化学气相淀积方法;几种主要介质膜的CVD方法外延;外延生长的工艺流程、外延层厚度、电阻率、层错的质量检测;PVD的概念;蒸发、溅射两种主要的PVD方法的原理和操作;双大马士革工艺。

难点:二氧化硅物理结构的理解,对氧化层错的产生和缺陷的理解;正外延、反外延概念的理解,对外延层错的产生的理解;对射频溅射、磁控溅射的理解。

学时:16

第三章 光刻

3.1 光刻工艺的基本原理

3.2 光刻胶

3.3光刻工艺的流程

3.4先进光刻工艺介绍

重点:光刻的基本原理和工艺步骤,各道工序的原理及操作方法和特点,尤其是曝光、刻蚀,电子束光刻、X射线光刻、投影式光刻的原理及特点。

难点:对X射线、电子束、投影式光刻原理的理解。

学时:8

第四章 刻蚀

4.1刻蚀的基本概念

4.2 湿法刻蚀

4.3 干法刻蚀

4.4 去胶

重点:常用薄膜的湿法刻蚀的原理和方法;常用薄膜的干法刻蚀的原理和方法;掌握湿法刻蚀和干法刻蚀的特点。

难点:对几种干法刻蚀原理的理解;干法刻蚀设备工作原理的理解。

学时:4

第五章 掺杂

5.1 热扩散

 5.1.1热扩散的基本原理

 5.1.2热扩散的方法

 5.1.3 扩散层的质量参数与检测

5.2 离子注入

 5.2.1离子注入的基本原理

 5.2.2离子注入机的组成及工作原理

 5.2.3离子注入的损伤与退火

重点:扩散的两种机构,扩散常用的杂质源; 常用的P型、N型扩散的方法和扩散原理;扩散层主要参数的测定;离子注入的原理掌握离子注入机的设备组成及工作原理;离子注入后退火的目的及退火的方法。

难点:扩散规律的理解;对扩散参数的理解;对离子注入分布的LSS理论的理解

学时:6

第六章 平坦化

6.1 平坦化的基本原理

6.2 传统的平坦化方法

6.3 先进的平坦化技术CMP

6.4 CMP平坦化的应用

重点: SOG、CMP工艺的原理和特点,CMP质量的影响因素。

难点:回蚀与刻蚀工艺的不同,CMP的几种应用。

学时:2

模块3 拓展模块

第七章 硅衬底的制备

7.1 硅单晶的制备

7.2 单晶硅的质量检验

7.3 硅圆片的制备

重点:单晶硅制备的工艺流程,单晶硅电阻率的测量、抛光片制备的工艺流程及各步工艺原理及操作方法。

难点:对单晶炉结构的理解,四探针法的理解。

学时:4

第八章 组装工艺

8.1芯片组装工艺流程

8.2 引线键合技术

8.3 封装技术

重点:常规的组装工艺的流程;键合、封装的原理和方法。

难点:对先进封装技术的了解。

学时:6

第九章 洁净技术

9.1 洁净技术等级

9.2 净化设备

9.3 清洗技术

9.4 纯水制备

重点: RCA清洗等方法,超声波清洗设备;净化间的技术指标和主要净化技术。

难点:对于净化设备结构和原理的理解。

学时:2

模块4 提升模块

第十章 CMOS 集成电路制造工艺

10.1 CMOS反相器的工作原理及结构

10.2 CMOS集成电路工艺及制造工艺

10.3CMOS先进工艺

重点: CMOS工艺的基本工艺流程以及常见几种CMOS工艺:电极的引出、硅栅的自对准、LOCOS等。

难点:STI、LDD、SOI概念的理解和应用。

学时:4

第十一章 集成电路测试与可靠性分析

11.1 集成电路测试

11.2 集成电路可靠性分析

重点:晶圆测试和成品测试的方法

难点:不良品的分析

学时:2

第十二章 工艺设计与仿真

12.1 二极管工艺流程及工艺参数设计

12.2 晶体管工艺设计仿真

12.3 MOS工艺设计

重点:二极管、晶体管、MOS 管工艺流程及工艺参数的设计

难点:各道工艺参数的影响因素

学时:6




预备知识

1.常用的半导体器件,如二极管、晶体管、MOS管等有源器件和电阻、电容等无源器件。

2.双极集成电路和MOS集成电路的基本结构和工作原理。

证书要求

暂无证书

参考资料
  1. 《集成电路制造工艺》,孙萍主编,电子工业出版社。

  2. 《半导体工艺》,张渊主编,机械工业出版社。

  3. 《芯片制造-半导体工艺制程使用教程(第六版)》,Peter Van Zant著,电子工业出版社。

常见问题
  1. 内容比较多,知识点比较分散,专业术语需要理解。

  2. 理论内容如何与实践操作相结合。