集成电路制造工艺与研究方法

课程编码：085402M04002H 英文名称：Integrated Circuit Manufacturing Process 课时：54 学分：3.00 课程属性：专业核心课 主讲教师：罗军等

本课程为微电子学及半导体相关专业学科研究生的专业基础课。本课程在半导体器件物理的基础上讲授集成电路制造技术的基本原理、工艺过程（包括单项工艺和集成）与研究方法。 使学生了解硅基CMOS器件与集成电路的制造方法，理解主要单项工艺技术的基本科学原理和发展演化进程，掌握硅基CMOS器件的集成工艺流程，学会运用基本的器件仿真、物理和电学表征方法。同时培养学生开展先进集成电路制造技术和其它微纳加工技术研发的初步能力，为后续的高级课程的学习和实际研发工作的开展奠定基础。

半导体器件、半导体物理、集成电路设计

第一章 绪论 3学时
第1节 集成电路和信息技术发展简史
第2节 集成电路基本器件单元
第3节 摩尔定律和小型化战略
第4节 集成电路工艺流程简介
第5节 中国和世界集成电路技术发展态势
第二章 半导体材料 3学时
第1节 晶体和缺陷
第2节 硅晶圆制备
第三章 光刻 5学时
第1节 绪论
第2节 光刻工艺基本流程
第3节 光刻机
第4节 光刻胶
第5节 光刻技术的发展
第6节 非光学光刻
第四章 氧化和扩散 8学时
第1节 SiO2的性质、结构及应用
第2节 氧化工艺
第3节 Si-SiO2界面特性及分析表征
第4节 扩散工艺及其物理机制
第5节 硅衬底中杂质的扩散
第五章 薄膜沉积 7学时
第1节 真空技术原理
第2节 等离子体技术原理
第3节 物理气相沉积（PVD）
第4节 化学气相沉积（CVD）
第5节 外延生长
第六章 等离子体刻蚀 3学时
第1节 反应离子刻蚀设备原理
第2节 刻蚀基本概念
第3节 离子束刻蚀
第4节 湿法刻蚀和清洗原理；
第5节 湿法刻蚀设备
第七章 掺杂 4学时
第1节 离子注入设备
第2节 离子注入理论及工艺
第3节 注入区活化（activation）
第4节 离子注入工艺研究方法
第八章 快速热处理 2学时
第1节 快速热处理机理与特点
第2节 快速热处理关键问题
第3节 快速热处理工艺应用及最新进展
第九章 化学机械平整化 2学时
第1节 化学机械平整化（CMP）的应用场景
第2节 CMP机台结构和平整化工艺机理
第3节 CMP研磨液(Slurry)成分
第4节 CMP常见缺陷及其原因分析
第十章 先进前道工艺集成 4学时
第1节 65纳米技术之后CMOS面临的技术挑战
第2节 高k/金属栅技术
第3节 FinFETs
第4节 未来CMOS工艺发展趋势
第十一章 先进后道工艺集成 2学时
第1节 摩尔定律对互连材料的要求
第2节 铜互连带来的技术挑战
第3节 铜互连工艺
第4节 互连技术发展现状和趋势
第十二章 特殊器件集成技术 3学时
第1节 SOI集成电路技术
第2节 双极与BiCMOS集成电路技术
第3节 化合物半导体器件与集成技术（
第4节 薄膜晶体管制造技术
第十三章 集成电路用薄膜材料的物理表征 2学时
第1节 常用物理化学表征手段分类
第2节 电子显微镜
第3节 X-射线分析技术
第4节 显微镜和椭偏仪
第5节 原子力显微镜与表面分析
第6节 质谱和能谱与化学成分分析
第十四章 集成电路工艺的晶圆测试 2学时
第1节 工艺参数与测量方法
第2节 电学参数提取原理及方法
第3节 硅晶圆拣选测试与成品率
第十五章 封装工艺 2学时
第1节 传统装配与封装技术
第2节 先进装配与封装技术
第3节 装配与封装监测技术
第十六章 复习与答疑 2学时
第1节 复习
第2节 答疑

授课教师：
罗军，男，博士，现担任中国科学院微电子所研究员，毕业于瑞典皇家工学院，2010年参加工作。近十五年来在集成电路先导工艺领域积极探索，作为项目负责人，承担十余项重大科研项目的研发工作，项目研究总经费超亿元。作为核心成员先后参与并完成了02科技重大专项课题“22纳米关键工艺技术先导研究与平台建设”、“16/14纳米基础技术研究”和“7/5纳米先导技术研究”，负责硅化物、先进源漏及接触关键工艺和先进器件的研发，取得了丰硕成果。迄今出版英文专著一部，在IEDM、IEEE EDL、IEEE TED、Appl. Phys. Lett.等顶级国际会议和重要学术期刊发表论文180余篇，被引用1600余次，在国内、国际学术会议做邀请报告10余次。因在该领域出色的科研成果和影响力，2017年受邀担任SCI知名期刊Journal of Materials Science: Materials in Electronics (IF:2.195)副主编和Wiley著名系列丛书（Wiley Series in Materials for Electronic and Optoelectronic Applications）编辑。从教至今9年，多次获得微电子所“研究生最喜爱的老师”荣誉称号以及2017年度中科院“朱李月华优秀教师奖”。