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(xué)教案山東大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院電子科學(xué)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(xué)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(dǎo)體集成電路、晶體管原理與設(shè)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(xué)期。2．參考教材：《半導(dǎo)體器件工藝原理》國防工業(yè)出版社華中工學(xué)院、西北電訊工程學(xué)院合編《半導(dǎo)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(xué)院編著《半導(dǎo)體器件工藝原理》上?？萍汲霭嫔纭栋雽?dǎo)體器件制造工藝》上?？萍汲霭嫔纭都呻娐分圃旒夹g(shù)-原理與實(shí)踐》電子工業(yè)出版社《

2、超大規(guī)模集成電路技術(shù)基礎(chǔ)》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(shí)際教學(xué)學(xué)時數(shù)：課內(nèi)課時54學(xué)時4．教學(xué)內(nèi)容簡介：本課程主要介紹了以硅外延平面工藝為基礎(chǔ)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(dǎo)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(xué)課時安排：(按54學(xué)時)課程介紹及緒論2學(xué)時第一章襯底材料及襯底制備6學(xué)時第二章外延工藝8學(xué)時第三章氧化工藝7學(xué)時第四章

3、摻雜工藝12學(xué)時第五章光刻工藝3學(xué)時第六章制版工藝3學(xué)時第七章隔離工藝3學(xué)時第八章表面鈍化工藝5學(xué)時第九章表面內(nèi)電極與互連3學(xué)時第十章器件組裝2學(xué)時92課程教案:課程介紹及序論（2學(xué)時）內(nèi)容：課程介紹：1教學(xué)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(xué)課時安排3學(xué)習(xí)要求序論：課程內(nèi)容：1半導(dǎo)體技術(shù)概況1.1半導(dǎo)體器件制造技術(shù)1.1.1半導(dǎo)體器件制造的工藝設(shè)計1.1.2工藝制造1.1.3工藝分析1.1.4質(zhì)量控制1.2半導(dǎo)體器件制造的關(guān)鍵問題1.2.1工藝改革和新工藝的應(yīng)用1.2.2環(huán)境條件改革和工藝

4、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(diǎn)：介紹了與電子科學(xué)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(chǔ)工業(yè)、是現(xiàn)代化的基礎(chǔ)工業(yè)，是國家遠(yuǎn)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

5、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(dǎo)體為基礎(chǔ)材料的，最常用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(dǎo)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(dǎo)體器件性能不斷提

6、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(shí)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(kuò)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(chǔ)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可靠性、穩(wěn)定性，引入了若干有實(shí)效的保護(hù)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(shí)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

7、+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(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)而已。介紹了半導(dǎo)體技術(shù)概況，指出半導(dǎo)體技術(shù)是由工藝設(shè)計、工藝制造、工藝分析和質(zhì)量控制四部分構(gòu)成。工藝設(shè)計包含工藝參數(shù)設(shè)計、工藝流程設(shè)計和工藝條件設(shè)計三部分內(nèi)容，其設(shè)計過程是：由器件的電學(xué)參數(shù)（分離器件電學(xué)參數(shù)和集成電路功能參數(shù)）參照工藝水平進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計；然后進(jìn)行理論驗(yàn)算（結(jié)構(gòu)參數(shù)能否達(dá)到器件的電學(xué)參數(shù)的要求）；驗(yàn)算合格，依據(jù)工藝原理和原有工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行工藝設(shè)計。工藝制造包含工藝程序?qū)嵤?/p>