新型微纳电子器件

课程编码：180202140100P3001Y 英文名称：Fundamentals of micro-nano electronic devices 课时：40 学分：2.00 课程属性：专业课 主讲教师：樊中朝

本课程是集成电路工程、新一代电子信息和微电子学与固体电子学方向研究生的专业课。课程紧密结合纳米CMOS器件及其制备工艺的最新进展，从纳米尺度下CMOS器件所面临的物理问题和制备工艺挑战出发，介绍纳米CMOS器件的器件结构及其工艺实现的发展历程，讲解后摩尔时代新材料、新结构、新原理在器件中的最新应用，介绍异质集成系统和新机理器件在材料和和工艺方面所面临的机遇和挑战。主要内容包括CMOS器件中的栅/沟道/源漏电极工程和新结构器件进展、新型衬底、典型新型器件；在混合集成的趋势下多功能、多结构、多材料、跨尺度集成对器件性能提升、结构设计和工艺的挑战。教学目标和要求是使学生熟悉新型纳米CMOS器件、量子效应器件结构、性能、制备工艺，了解半导体技术在典型相关器件结构、制备和集成中的应用现状和发展趋势。

半导体器件物理，半导体微纳加工技术

第一章 纳米尺度下CMOS器件及工艺面临的挑战 6.0学时 樊中朝
第1节 课程背景和内容简介
第2节 MOSFET器件结构和电学特性
第3节 摩尔定律和等比缩小定律
第4节 短沟道效应和量子效应
第5节 纳米MOS器件对工艺技术的挑战
第6节 国际半导体发展路线图（ITRS）
第7节 新型微纳MOS器件
第二章 新型硅基纳米MOS器件 9.0学时 樊中朝
第1节 CMOS器件中的栅工程
第2节 CMOS器件的沟道工程和源漏电极工程
第3节 SOI MOS器件
第4节 Fin FET和GAA MOSFET
第5节 应变沟道结构器件
第6节 动态阈值MOS器件
第三章 新型纳米晶体管器件 21.0学时 樊中朝
第1节 隧穿晶体管（TFET）
第2节 低维纳电子器件
第3节 自旋场效应晶体管(Spin FET)
第4节 半浮栅晶体管（SFGT）
第5节 负电容晶体管
第6节 相变晶体管
第7节 宽禁带材料器件
第8节 存算一体基础器件
第9节 量子比特基础器件
第四章 微纳电子器件及工艺进展 4.0学时 樊中朝
第1节 微纳电子器件进展
第2节 集成互连集成技术进展
第3节 器件制备工艺进展

樊中朝研究员
主要工作经历：
2004年6月至今，中科院半导体所半导体集成技术工程研究中心工作。
目前承担的主要科研任务情况：
国家重点研发计划：“基于6 英寸碳化硅衬底的厚膜外延技术研究”课题承担；
“中压高稳定碳化硅 MOSFET 芯片关键工艺及制备技术研究” 课题参与；
院关键技术人才项目；
企业委托项目：SOI和氧化硅基光学器件技术开发和验证；SiC电力电子器件工艺开发；光电混合集成工艺研发。
主要科研（学术）成果：
*制备出亚波长SOI滤波器和电光开关，开关速度和损耗达到了国际水平。参与完成的“4x4 亚微秒SOI热光开关阵列”，2007年被评为中国光学重要成果，是当时国际上报道的开关速度最快的热光开关；
*2009年设计制作出了倒置V型亚波长表面等离子体激元金属波导，传输距离大于100um，并实现了其与SOI波导的集成，耦合损耗<5dB；
*建立验证了GaN基无金工艺，在企业CMOS工艺线上获得批量应用；
*参与建立验证的车用气体流量传感器流程在批量生产中获得应用。
主要授课经历：
国科大“半导体微纳加工技术” “半导体纳米电子学基础”主讲教师；
北京邮电大学，北京科技大学黄昆班“半导体前沿讲座”主讲教师。