先进集成电路制造工艺
课程编码：180234140100P1006H
英文名称：Advanced Manufacturing Technologies of Integrated Circuit
课时：60
学分：3.00
课程属性：学科核心课
主讲教师：李永亮等
教学目的要求
本课程面向无微电子学及半导体相关专业学科学习背景，有该领域学习需求的学生，作为微电子学及半导体相关专业领域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。
预修课程
半导体器件、半导体物理
大纲内容
第一章 集成电路制造绪论
第1节 集成电路发展简史 0.6学时 李永亮
第2节 摩尔定律和小型化战略 0.4学时 李永亮
第3节 集成电路工艺流程简介 1学时 李永亮
第4节 中国和世界集成电路技术发展态势 1学时 李永亮
第二章 半导体物理学和半导体性质概要
第1节 晶体结构 2学时 许静
第2节 半导体中的载流子 3学时 许静
第3节 晶圆制备 1学时 许静
第三章 扩散
第1节 常见扩散工艺 0.5学时 许静
第2节 杂质扩散机制与扩散效应 1学时 许静
第3节 扩散系数与扩散方程 1学时 许静
第4节 扩散杂质的分布（菲克定律分析解） 1学时 许静
第5节 影响杂质分布的其他因素 1学时 许静
第6节 扩散杂质的分析表征 0.5学时 许静
第四章 氧化
第1节 SiO2的性质、结构及应用 1学时 许静
第2节 氧化工艺 0.5学时 许静
第3节 氧化生长机理 1学时 许静
第4节 热氧化过程中的杂质再分布 1学时 许静
第5节 氧化层界面特性 1学时 许静
第6节 氧化物的分析表征 0.5学时 许静
第五章 离子注入
第1节 离子注入系统 1学时 许静
第2节 离子注入理论 1学时 许静
第3节 离子注入中的物理现象 1学时 许静
第4节 离子注入工艺最新进展 1学时 许静
第六章 快速热处理
第1节 快速热处理机理与特点 1学时 许静
第2节 快速热处理关键问题 1学时 许静
第3节 新兴的快速热处理工艺 0.6学时 许静
第4节 快速热处理工艺应用 0.4学时 许静
第七章 光学光刻
第1节 光刻工艺概述 0.5学时 许静
第2节 光刻工艺流程 1学时 许静
第3节 光源与光刻胶 1.5学时 许静
第4节 曝光系统 1学时 许静
第八章 非光学光刻技术
第1节 光刻技术的发展 1学时 李永亮
第2节 典型的非光学光刻技术机理 2学时 李永亮
第3节 非光学光刻技术的应用 1学时 李永亮
第九章 刻蚀
第1节 真空环境及压力测量 1学时 李永亮
第2节 真空等离子产生 0.5学时 李永亮
第3节 刻蚀基本概念 0.5学时 李永亮
第4节 湿法刻蚀 1学时 李永亮
第5节 干法刻蚀 1学时 李永亮
第6节 常用材料的干法刻蚀 1学时 李永亮
第十章 化学机械平坦化
第1节 化学机械平坦化简介 0.5学时 李永亮
第2节 CMP设备和工艺机理 0.5学时 李永亮
第3节 CMP工艺控制技术 0.5学时 李永亮
第4节 典型CMP应用 0.5学时 李永亮
第十一章 薄膜工艺I：物理与化学气相淀积
第1节 蒸发 1学时 李永亮
第2节 溅射 1学时 李永亮
第3节 化学气相淀积（CVD） 2学时 李永亮
第十二章 薄膜工艺II：外延与原子层淀积
第1节 外延 1.5学时 李永亮
第2节 原子层淀积 1.5学时 李永亮
第十三章 CMOS集成技术
第1节 CMOS集成技术 1学时 李永亮
第2节 关键工艺模块 1学时 李永亮
第3节 FinFET集成工艺 1学时 李永亮
第4节 GAA集成工艺 1学时 李永亮
第5节 后道工艺集成简介 0.5学时 李永亮
第6节 Cu互连工艺及其挑战 1学时 李永亮
第7节 新型互连材料及工艺最新进展 0.5学时 李永亮
第十四章 特殊器件集成技术
第1节 SOI集成电路技术 0.6学时 李永亮
第2节 双极与BiCMOS集成电路技术 0.6学时 李永亮
第3节 存储器集成技术 0.6学时 李永亮
第4节 化合物半导体器件与集成技术 0.6学时 李永亮
第5节 薄膜晶体管制造技术 0.6学时 李永亮
第十五章 集成电路工艺监控与晶圆测试
第1节 集成电路测试分类 0.5学时 李永亮
第2节 硅晶圆电学参数测试 1学时 李永亮
第3节 硅晶圆拣选测试与成品率 0.5学时 李永亮
第十六章 总复习
第1节 课堂辅导 1学时 李永亮
教材信息
1、
《半导体工艺与集成电路制作技术》
韩郑生、罗军、殷华湘、赵超
2023年3月
科学出版社
参考书
1、
1.《微纳尺度制造工程》
2.《半导体制造技术》
3.《硅超大规模集成电路工艺技术――理论、实践与模型》
4.《芯片制造—半导体工艺制程实用教程》
5.《CMOS Past, Present and Future 》
1.坎贝尔著/严利人、张伟等译
2.韩郑生等译
3.James D. Plummer等著
4.Peter Van Zant著/韩郑生译
5.H. H. Radamson, J. Luo, E. Simoen and C. Zhao著
1.2011年
2.2015年6月
3.2003年4月
4.2015年
5.2018年
1.电子工业出版社
2.电子工业出版社
3.电子工业出版社
4.电子工业出版社
5. Elsevier Ltd.
课程教师信息
李永亮，男，博士，现担任中国科学院微电子所正高级工程师，博士生导师，入选中科院“院级高层次引进人才”、“特聘研究岗位”核心岗，一直从事集成电路纳米CMOS器件及集成技术研究，涵盖了65-3纳米技术节点，并具有丰富的12英寸平台研发和量产经验，在集成电路新材料、新工艺与新器件研发和SRAM Macro性能优化等方面取得了一系列创新性研究成果。目前，正在进行新型逻辑三维器件及高迁移率沟道集成研究，作为项目/课题/任务负责人主持了8项国家及省部级科研项目，在领域内国际知名期刊和会议上发表论文90余篇，获得中国和美国发明专利授权50余项。
许静，女，博士，现担任中国科学院微电子所研究员，长期从事CMOS器件与关键工艺技术研究，作为核心骨干参与和完成了02国家重大科技专项“22纳米关键工艺技术先导研究与平台建设”、“16/14nm基础技术”、“5纳米先导技术”等集成电路先导工艺系列项目研究，并获得了国家自然基金、重点基础研究项目等项目与课题支持。在此期间，先后开展22nm HKMG-last CMOS、16-14nm ETSOI、16-14nm SOI-FinFET、GAA等器件制备工艺的系统研究。在国际学术期刊发表论文50余篇，授权国际专利6项，国内专利40余项。