《集成電路制造工藝原理》

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1、《集成電路制造工藝原理》課程教學教案山東大學信息科學與工程學院電子科學與技術(shù)教研室(微電)張新92課程總體介紹：1．課程性質(zhì)及開課時間：本課程為電子科學與技術(shù)專業(yè)（微電子技術(shù)方向和光電子技術(shù)方向）的專業(yè)選修課。本課程是半導體集成電路、晶體管原理與設計和光集成電路等課程的前修課程。本課程開課時間暫定在第五學期。2．參考教材：《半導體器件工藝原理》國防工業(yè)出版社華中工學院、西北電訊工程學院合編《半導體器件工藝原理》（上、下冊）國防工業(yè)出版社成都電訊工程學院編著《半導體器件工藝原理》上?？萍汲霭嫔纭栋雽w器件制造工藝》上?？萍汲霭嫔纭都?/p>

2、電路制造技術(shù)-原理與實踐》電子工業(yè)出版社《超大規(guī)模集成電路技術(shù)基礎》電子工業(yè)出版社《超大規(guī)模集成電路工藝原理-硅和砷化鎵》電子工業(yè)出版社3．目前實際教學學時數(shù)：課內(nèi)課時54學時4．教學內(nèi)容簡介：本課程主要介紹了以硅外延平面工藝為基礎的，與微電子技術(shù)相關(guān)的器件（硅器件）、集成電路（硅集成電路）的制造工藝原理和技術(shù)；介紹了與光電子技術(shù)相關(guān)的器件（發(fā)光器件和激光器件）、集成電路（光集成電路）的制造工藝原理，主要介紹了最典型的化合物半導體砷化鎵材料以及與光器件和光集成電路制造相關(guān)的工藝原理和技術(shù)。5．教學課時安排：(按54學時)課程介紹及緒

3、論2學時第一章襯底材料及襯底制備6學時第二章外延工藝8學時第三章氧化工藝7學時第四章?lián)诫s工藝12學時第五章光刻工藝3學時第六章制版工藝3學時第七章隔離工藝3學時第八章表面鈍化工藝5學時第九章表面內(nèi)電極與互連3學時第十章器件組裝2學時92課程教案:課程介紹及序論（2學時）內(nèi)容：課程介紹：1教學內(nèi)容1.1與微電子技術(shù)相關(guān)的器件、集成電路的制造工藝原理1.2與光電子技術(shù)相關(guān)的器件、集成電路的制造1.3參考教材2教學課時安排3學習要求序論：課程內(nèi)容：1半導體技術(shù)概況1.1半導體器件制造技術(shù)1.1.1半導體器件制造的工藝設計1.1.2工藝制造

4、1.1.3工藝分析1.1.4質(zhì)量控制1.2半導體器件制造的關(guān)鍵問題1.2.1工藝改革和新工藝的應用1.2.2環(huán)境條件改革和工藝條件優(yōu)化1.2.3注重情報和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的及時調(diào)整1.2.4工業(yè)化生產(chǎn)2典型硅外延平面器件管芯制造工藝流程及討論2.1常規(guī)npn外延平面管管芯制造工藝流程2.2典型pn隔離集成電路管芯制造工藝流程2.3兩工藝流程的討論2.3.1有關(guān)說明2.3.2兩工藝流程的區(qū)別及原因課程重點：介紹了與電子科學與技術(shù)中的兩個專業(yè)方向（微電子技術(shù)方向和光電子技術(shù)方向）相關(guān)的制造業(yè)，指明該制造業(yè)是社會的基礎工業(yè)、是現(xiàn)代化的基礎工業(yè)，是

5、國家遠景規(guī)劃中置于首位發(fā)展的工業(yè)。介紹了與微電子技術(shù)方向相關(guān)的分離器件（硅器件92）、集成電路（硅集成電路）的制造工藝原理的內(nèi)容，指明微電子技術(shù)從某種意義上是指大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的制造技術(shù)。由于集成電路的制造技術(shù)是由分離器件的制造技術(shù)發(fā)展起來的，則從制造工藝上看，兩種工藝流程中絕大多數(shù)制造工藝是相通的，但集成電路制造技術(shù)中包含了分離器件制造所沒有的特殊工藝。介紹了與光電子技術(shù)方向相關(guān)的分離器件、集成電路的制造工藝原理的內(nèi)容。指明這些器件（發(fā)光器件和激光器件）和集成電路（光集成電路）多是由化合物半導體為基礎材料的，最常用

6、和最典型的是砷化鎵材料，本課程簡單介紹了砷化鎵材料及其制造器件時相關(guān)的工藝技術(shù)與原理。在課程介紹中，指出了集成電路制造工藝原理的內(nèi)容是隨著半導體器件制造工藝技術(shù)發(fā)展而發(fā)展的、是隨著電子行業(yè)對半導體器件性能不斷提高的要求（小型化、微型化、集成化、以及高頻特性、功率特性、放大特性的提高）而不斷充實的。綜觀其發(fā)展歷程，由四十年代末的合金工藝原理到五十年代初的合金擴散工藝原理，又由于硅平面工藝的出現(xiàn)而發(fā)展為硅平面工藝原理、繼而發(fā)展為硅外延平面工藝原理，硅外延平面工藝是集成電路制造的基礎工藝；在制造分離器件和集成電路時，為提高器件和集成電路的

7、可靠性、穩(wěn)定性，引入了若干有實效的保護器件表面的工藝，則加入了表面鈍化工藝原理的內(nèi)容；在制造集成電路時，為實現(xiàn)集成電路中各元器件間的電性隔離，引入了隔離墻的制造，則又加入了隔離工藝原理的內(nèi)容。因此，集成電路工藝原理=硅外延平面工藝原理+表面鈍化工藝原理+隔離工藝原理，而大規(guī)模至甚大規(guī)模集成電路的制造工藝，只不過是在摻雜技術(shù)、光刻技術(shù)（制版技術(shù)）、電極制造技術(shù)方面進行了技術(shù)改進而已。介紹了半導體技術(shù)概況，指出半導體技術(shù)是由工藝設計、工藝制造、工藝分析和質(zhì)量控制四部分構(gòu)成。工藝設計包含工藝參數(shù)設計、工藝流程設計和工藝條件設計三部分內(nèi)容，

8、其設計過程是：由器件的電學參數(shù)（分離器件電學參數(shù)和集成電路功能參數(shù)）參照工藝水平進行結(jié)構(gòu)參數(shù)的設計；然后進行理論驗算（結(jié)構(gòu)參數(shù)能否達到器件的電學參數(shù)的要求）；驗算合格，依據(jù)工藝原理和原有工藝數(shù)據(jù)進行工藝設計。工藝制造包含工藝程序?qū)嵤?/p>