《半导体制造工艺及设备》课程教学大纲
半导体材料课程教学大纲
半导体材料课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称：半导体材料所属专业：微电子科学与工程课程性质：专业限选学分： 3（二）课程简介：本课程重点介绍第一代和第二代半导体材料硅、锗、砷化镓等的制备基本原理、制备工艺和材料特性，介绍第三代半导体材料氮化镓、碳化硅及其他半导体材料的性质及制备方法。
目标与任务：使学生掌握主要半导体材料的性质以及制备方法，了解半导体材料最新发展情况、为将来从事半导体材料科学、半导体器件制备等打下基础。
（三）先修课程要求：《固体物理学》、《半导体物理学》、《热力学统计物理》；本课程中介绍半导体材料性质方面需要《固体物理学》、《半导体物理学》中晶体结构、能带理论等章节作为基础。
同时介绍材料生长方面知识时需要《热力学统计物理》中关于自由能等方面的知识。
（四）教材：杨树人《半导体材料》主要参考书：褚君浩、张玉龙《半导体材料技术》陆大成《金属有机化合物气相外延基础及应用》二、课程内容与安排第一章半导体材料概述第一节半导体材料发展历程第二节半导体材料分类第三节半导体材料制备方法综述第二章硅和锗的制备第一节硅和锗的物理化学性质第二节高纯硅的制备第三节锗的富集与提纯第三章区熔提纯第一节分凝现象与分凝系数第二节区熔原理第三节锗的区熔提纯第四章晶体生长第一节晶体生长理论基础第二节熔体的晶体生长第三节硅、锗单晶生长第五章硅、锗晶体中的杂质和缺陷第一节硅、锗晶体中杂质的性质第二节硅、锗晶体的掺杂第三节硅、锗单晶的位错第四节硅单晶中的微缺陷第六章硅外延生长第一节硅的气相外延生长第二节硅外延生长的缺陷及电阻率控制第三节硅的异质外延第七章化合物半导体的外延生长第一节气相外延生长（VPE）第二节金属有机物化学气相外延生长（MOCVD）第三节分子束外延生长（MBE）第四节其他外延生长技术第八章化合物半导体材料（一）：第二代半导体材料第一节 GaAs、InP等III-V族化合物半导体材料的特性第二节 GaAs单晶的制备及应用第三节 GaAs单晶中杂质控制及掺杂第四节 InP、GaP等的制备及应用第九章化合物半导体材料（二）：第三代半导体材料第一节氮化物半导体材料特性及应用第二节氮化物半导体材料的外延生长第三节碳化硅材料的特性及应用第十章其他半导体材料第一节半导体金刚石的制备及应用第二节低维半导体材料及应用第三节有机半导体材料（一）教学方法与学时分配按照教材中的内容，通过板书和ppt进行讲解。
半导体工艺课程设计
半导体工艺课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解半导体的基本概念、性质和分类，掌握半导体材料的生长、制备和加工工艺。
2. 使学生了解半导体器件的原理、结构和工作特性，掌握常见半导体器件的制造工艺。
3. 引导学生掌握半导体集成电路的制备工艺，了解现代半导体工艺技术的发展趋势。
技能目标：1. 培养学生运用半导体工艺知识解决实际问题的能力，提高实验操作技能。
2. 培养学生通过查阅资料、开展小组讨论等方式，对半导体工艺进行自主学习和研究的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对半导体工艺的兴趣，培养其探索精神和创新意识。
2. 培养学生严谨的科学态度和良好的团队协作精神，使其具备一定的工程伦理观念。
课程性质分析：本课程为高中年级的选修课程，旨在让学生了解半导体工艺的基本知识，培养其实践操作能力和创新意识。
学生特点分析：高中学生具有一定的物理、化学知识基础，思维活跃，好奇心强，具备一定的自主学习能力。
教学要求：1. 结合课本内容，注重理论与实践相结合，提高学生的知识运用能力。
2. 采用启发式教学，引导学生主动参与课堂讨论，培养其独立思考和解决问题的能力。
3. 注重团队合作，培养学生的沟通能力和协作精神。
二、教学内容1. 半导体基本概念：半导体材料的性质、分类及其应用。
教材章节：第一章第一节2. 半导体材料的生长与制备：晶体生长、外延生长、薄膜制备等工艺。
教材章节：第一章第二节、第三节3. 半导体器件工艺：二极管、晶体管、光电器件等的工作原理、结构及制造工艺。
教材章节：第二章4. 集成电路工艺：制备流程、光刻、蚀刻、掺杂、金属化等关键工艺技术。
教材章节：第三章5. 现代半导体工艺技术：FinFET、MEMS、化合物半导体等新型器件与工艺。
教材章节：第四章6. 实践教学：开展半导体器件制备、集成电路工艺流程等实验，提高学生的实践操作能力。
教材章节：第五章教学内容安排与进度：第一周：半导体基本概念及分类第二周：半导体材料的生长与制备第三周：半导体器件工艺第四周：集成电路工艺第五周：现代半导体工艺技术第六周：实践教学（实验一）第七周：实践教学（实验二）第八周：课程总结与评价教学内容注重科学性和系统性，结合教材章节，合理安排教学进度，确保学生能够逐步掌握半导体工艺知识。
芯片制造-半导体工艺与设备教学课件完整版
1.5 半导体工业的构成
• 半导体工业包括材料供应、电路设计、芯片制造和半导体 工业设备及化学品供应五大块。
• 目前有三类企业：一种是集设计、制造、封装和市场销售 为一体的公司；另一类是做设计和销售的公司，他们是从 芯片生产厂家购买芯片；还有一种是芯片生产工厂，他们 可以为顾客生产多种类型的芯片。
第四章 芯片制造
概述： 芯片生产工艺主要有4种最基本的平面制造工艺，分别
是：薄膜制备工艺、光刻与刻蚀工艺、掺杂工艺、热处理 工艺
4.1薄膜制备
淀积
钝化层
是在晶体表面形成薄膜的
加工工艺。右图是MOS晶体管的
淀积 金属膜
剖面图，可以看出上面有钝化
层(Si3N4、Al2O3)、金属膜(Al)、氧生化长层
下卡盘
3.3 晶体外延生长技术
外延是一种采取化学反应法进行晶体生长的另一种技术。 在一定条件下，以衬底晶片作为晶体籽晶，让原子（如硅原 子）有规则地排列在单晶衬底上，形成一层具有一定导电类 型、电阻率、厚度及完整晶格结构的单晶层，由于这个新的 单晶层是在原来衬底晶面向外延伸的结果，所以称其为外延 生长，这个新生长的单晶层叫外延层。最常见的外延生长技 术为化学气相淀积（CVD）和分子束外延生长（MBE）。
封装 良品芯片
被封装 并测试
良品
3 晶圆制备
概述： 高密度和大尺寸芯片的发展需要大直径的晶圆，
最早使用的是1英寸(25mm)，而现在12英寸（300mm） 直径的晶圆已经投入生产线了。因为晶圆直径越大， 单个芯片的生产成本就越低。然而，直径越大，晶体 结构上和电学性能的一致性就越难以保证，这正是对 晶圆生产的一个挑战。
• 外延生长的基本原理
氢还原四氯化硅外延生长原理示意图
《半导体材料与器件》课程教学大纲
备注说明： 1．带*内容为必填项。 2．课程简介字数为 300-500 字；课程大纲以表述清楚教学安排为宜，字数不限。
作业及要求
基本要求 了解半导 体材料分
类 掌握半导 体能带理
论 了解半导 体单晶制 备过程 了解化合 物半导体
特性 掌握典型 半导体器 件原理
考查方式
了解典型 器件工艺
分组翻译 /PPT
了解半导 体表征技
术
全体参与
大作业考 查
*考核方式 (Grading)
平时成绩 40% + 大作业成绩 60%
*教材或参考资料 (Textbooks & Other
Technology. In this course students will first study the fabrication and physical
*课程简介（Description）
properties of various kinds of semiconductor materials, which include both element and compound semiconductors. The students will then study the working principles and applications of semiconductor devices. After this class the students will understand basic principles, processing features and characterization techniques for
*教学内容、进度安排及 要求
(Class Schedule &Requirements)
半导体材料课程教学大纲
半导体材料课程教学大纲半导体材料课程教学大纲一、课程说明（一）课程名称：半导体材料所属专业：微电子科学与工程课程性质：专业限选学分： 3（二）课程简介：本课程重点介绍第一代和第二代半导体材料硅、锗、砷化镓等的制备基本原理、制备工艺和材料特性，介绍第三代半导体材料氮化镓、碳化硅及其他半导体材料的性质及制备方法。
目标与任务：使学生掌握主要半导体材料的性质以及制备方法，了解半导体材料最新发展情况、为将来从事半导体材料科学、半导体器件制备等打下基础。
（三）先修课程要求：《固体物理学》、《半导体物理学》、《热力学统计物理》；本课程中介绍半导体材料性质方面需要《固体物理学》、《半导体物理学》中晶体结构、能带理论等章节作为基础。
同时介绍材料生长方面知识时需要《热力学统计物理》中关于自由能等方面的知识。
（四）教材：杨树人《半导体材料》主要参考书：褚君浩、张玉龙《半导体材料技术》陆大成《金属有机化合物气相外延基础及应用》二、课程内容与安排第一章半导体材料概述第一节半导体材料发展历程第二节半导体材料分类第三节半导体材料制备方法综述第二章硅和锗的制备第一节硅和锗的物理化学性质第二节高纯硅的制备第三节锗的富集与提纯第三章区熔提纯第一节分凝现象与分凝系数第二节区熔原理第三节锗的区熔提纯第四章晶体生长第一节晶体生长理论基础第二节熔体的晶体生长第三节硅、锗单晶生长第五章硅、锗晶体中的杂质和缺陷第一节硅、锗晶体中杂质的性质第二节硅、锗晶体的掺杂第三节硅、锗单晶的位错第四节硅单晶中的微缺陷第六章硅外延生长第一节硅的气相外延生长第二节硅外延生长的缺陷及电阻率控制第三节硅的异质外延第七章化合物半导体的外延生长第一节气相外延生长（VPE）第二节金属有机物化学气相外延生长（MOCVD）第三节分子束外延生长（MBE）第四节其他外延生长技术第八章化合物半导体材料（一）：第二代半导体材料第一节GaAs、InP等III-V族化合物半导体材料的特性第二节GaAs单晶的制备及应用第三节 GaAs单晶中杂质控制及掺杂第四节 InP、GaP等的制备及应用第九章化合物半导体材料（二）：第三代半导体材料第一节氮化物半导体材料特性及应用第二节氮化物半导体材料的外延生长第三节碳化硅材料的特性及应用第十章其他半导体材料第一节半导体金刚石的制备及应用第二节低维半导体材料及应用第三节有机半导体材料（一）教学方法与学时分配按照教材中的内容，通过板书和ppt进行讲解。
半导体物理教学大纲
半导体物理教学大纲半导体物理教学大纲随着科技的不断进步，半导体技术已经成为现代社会中不可或缺的一部分。
而半导体物理作为半导体技术的基础，对于学生的学习和研究具有重要的意义。
因此，制定一份合理的半导体物理教学大纲是非常必要的。
一、引言在引言部分，我们可以简单介绍半导体物理的背景和重要性。
可以提到半导体在电子、通信、光电等领域的广泛应用，以及对于新一代技术的推动作用。
二、基础知识在这一部分，可以介绍半导体物理的基础知识，包括晶体结构、能带理论、载流子的运动等。
可以通过图表和实例来说明这些概念，让学生更好地理解和掌握。
三、半导体材料与器件这一部分可以详细介绍半导体材料的种类、特性以及制备方法。
可以涉及到硅、锗等常见的半导体材料，以及它们在电子器件中的应用。
同时，也可以介绍一些新型半导体材料的发展和应用前景。
四、半导体器件的工作原理在这一部分，可以详细介绍半导体器件的工作原理，包括二极管、晶体管、场效应管等。
可以通过图示和实验来说明这些器件的工作原理，让学生能够更加直观地理解。
五、半导体物理实验半导体物理实验是非常重要的一部分，可以帮助学生巩固所学的理论知识，并培养学生的实验操作和数据处理能力。
可以设计一些简单的实验，如测量半导体材料的电阻率、探究PN结的特性等。
六、半导体材料的应用在这一部分，可以介绍半导体材料在电子、通信、光电等领域的应用。
可以涉及到集成电路、光电器件、太阳能电池等。
通过介绍这些应用，可以让学生了解到半导体物理的实际应用价值。
七、未来发展在这一部分，可以展望半导体物理的未来发展方向。
可以介绍一些前沿的研究领域，如量子点、纳米材料等。
同时，也可以提到半导体技术对于新一代技术的推动作用，如人工智能、物联网等。
八、总结在总结部分，可以对整个教学大纲进行总结，强调半导体物理的重要性和应用前景。
同时，也可以鼓励学生对半导体物理进行深入研究，并为未来的科技发展做出贡献。
通过制定一份合理的半导体物理教学大纲，可以帮助学生系统地学习和掌握半导体物理的基础知识和实验技能，为他们未来的学习和研究打下坚实的基础。
半导体材料及IC工艺原理教学大纲
半导体材料及IC工艺原理教学大纲课程名称：半导体材料及IC工艺原理课程代码：xxxxxx学时：48学时一、课程背景本课程是为了培养学生对半导体材料及IC工艺原理的基本理论和实际应用进行深入了解和掌握的能力，以满足现代电子科技快速发展的需求。
通过本课程的学习，学生将会掌握半导体材料的基本性质、半导体器件的制备工艺、集成电路的工艺流程和测试技术等知识，为日后从事电子材料开发和集成电路设计提供基础。
二、教学目标1.了解半导体材料的基本性质，包括电子结构、能带理论、迁移率等概念；2.掌握半导体器件的制备工艺，包括光刻、薄膜沉积、离子注入等；3.理解集成电路的工艺流程，包括电路设计、掩模制备、刻蚀、渗透等步骤；4.熟悉集成电路的测试技术，包括电学测试、光学测试、芯片分选等方法；5.培养学生问题解决能力和团队合作能力，通过实验和项目综合应用课程所学知识。
三、教学内容1.半导体材料的基本性质a.电子结构与带隙b.能带理论和载流子c.迁移率与禁带宽度等参数2.半导体器件的制备工艺a.光刻工艺与掩模制备b.步进曝光、薄膜沉积和刻蚀工艺的原理和实施c.离子注入和扩散工艺的基本原理和实践经验3.集成电路的工艺流程a.IC工艺设计与电路设计的基本原理b.掩模图形制备、光刻、刻蚀和薄膜沉积等工艺步骤分析c.渗透、退火、电镀和切割等关键步骤的原理和实践4.集成电路的测试技术a.电学测试方法与设备b.温度、光强和压力等外部环境因素对芯片性能的影响c.芯片分选和封测技术的基本原理和实施方法四、教学方法1.理论讲授：通过课堂讲解、讲义和多媒体等形式，传授半导体材料和IC工艺原理的基本概念和知识。
2.实验探究：组织学生开展实验实践活动，帮助他们理解和巩固课堂所学知识。
3.案例分析：通过真实案例的分析，引导学生理解半导体材料和IC 工艺原理在实际应用中的问题和解决思路。
4.综合应用：通过小组讨论、项目研究等方式，培养学生解决实际问题和团队合作的能力。
半导体制造工艺教案2
半导体制造工艺教案2半导体制造工艺教案2教案目标：1.了解半导体制造工艺的概念和基本流程。
2.了解半导体材料的特性及其在半导体制造过程中的应用。
3.学习半导体制造过程中的关键步骤和设备。
4.掌握半导体制造过程中常见的质量控制方法和技术。
教学内容：1.半导体制造工艺概述1.1半导体制造工艺的定义和基本流程1.2半导体材料的特性及其在制造过程中的应用2.半导体制造过程的关键步骤和设备2.1半导体晶体生长-蔡斯基法-溶液法-分子束外延法2.2微影和蚀刻-光刻技术-蚀刻技术2.3掺杂和扩散-掺杂技术-扩散技术2.4氧化和退火-氧化技术-退火技术2.5金属化和封装-金属化技术-封装技术3.质量控制方法和技术3.1检测和测试技术-光刻层厚度检测-晶格常数检测3.2质量控制方法-光谱分析-料浴分析教学过程：1.导入（10分钟）-老师简要介绍半导体制造工艺的重要性和应用领域。
-引导学生回顾上节课的内容，了解半导体制造工艺的基本概念。
2.授课（50分钟）2.1半导体制造工艺概述-老师讲解半导体制造工艺的定义和基本流程，并提供示意图加深学生对概念的理解。
-学生根据老师的讲解，整理笔记，并解答相关问题。
2.2半导体制造过程的关键步骤和设备-老师介绍半导体晶体生长的几种常用方法，以及微影、蚀刻、掺杂、扩散、氧化、退火、金属化和封装等关键步骤和设备。
-学生根据老师的讲解，整理笔记，并解答相关问题。
2.3质量控制方法和技术-老师介绍半导体制造过程中常见的检测和测试技术，如光刻层厚度检测和晶格常数检测。
-老师简要介绍半导体制造过程中常见的质量控制方法，如光谱分析和料浴分析。
-学生根据老师的讲解，整理笔记，并解答相关问题。
3.小结（10分钟）-老师对本节课的内容进行总结，并强调重要的知识点和技术。
-学生对本节课的内容进行回顾并提问，解决疑惑。
教学资源：1. PowerPoint或黑板2.教科书和参考书籍3.实验室设备和样品（可选）教学评估：1.教师通过课堂讲解和提问等方式，评估学生对半导体制造工艺概念和基本流程的掌握情况。
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《半导体制造工艺及设备》课程教学大纲
课程类别：技术基础必修课课程代码：BT1410_2
总学时：总学时48 （双语讲授48）
适用专业：微电子制造工程
先修课程：大学物理、半导体物理、微电子制造基础
一、课程的地位、性质和任务
本课程是微电子制造工程专业的一门必修的专业技术基础课。
其作用与任务是：使学生对集成电路制造工艺及其设备有一个比较系统、全面的了解和认识，初步掌握硅材料制备、氧化、淀积、光刻、刻蚀、离子注入、金属化、化学机械平坦化等工艺及其设备，工艺集成以及CMOS工艺的基础理论。
二、课程教学的基本要求
1.初步掌握半导体工艺流程的基本理论与方法；
2.掌握半导体制造技术的基本工艺（硅材料制备、氧化、淀积、光刻、刻蚀、离子注
入、金属化、化学机械平坦化）及其设备；
3.初步掌握工艺集成与当前最新的CMOS工艺流程。
三、课程主要内容与学时分配
1、半导体制造概述3学
时
半导体制造在电子制造工程中的地位与概述、基本概念、基本内容
2、硅材料制备3学
时
直拉法、区熔法
3、氧化4学时
氧化物作用、氧化原理、氧化方法、氧化工艺、氧化炉
4、淀积5学
时
物理淀积与化学气相淀积（CVD）、淀积工艺、CVD淀积系统
5、光刻8学
时
光刻胶、光刻原理、光刻工艺、光刻设备、先进光刻技术、光学光刻与软光刻。
6、刻蚀4学
时
刻蚀方法、干法刻蚀、湿法刻蚀、等离子刻蚀、刻蚀反应器
7、离子注入3学
时
扩散、离子注入原理、离子注入工艺、离子注入机
8、金属化4学时
金属类型、金属化方案、金属淀积系统、铜的双大马士革金属化工艺
9、化学机械平坦化（CMP）2学时
传统平坦化技术、化学机械平坦化CMP工艺、CMP应用
10、工艺集成4学时
CMOS工艺流程、最新的CMOS工艺
四、实验要求与试验内容
由于目前实验条件所限，本课程暂无实验安排。
五、教学方法的原则建议
教学重点：光刻与刻蚀。
教学难点：CMOS工艺流程。
教学方法提示与指导：教师备课时应多参考几本教材及最新科技动态和科研成果，特别是结合最新的CMOS工艺方法，本课程较抽象，应多采用电化教学、多媒体教学或到工厂实际参观，使学生能融会贯通。
六、考核方式及成绩构成
笔试，闭卷笔试
平时20％，期终考试80％
七、教材与参考书目
教材：hong xiao. Introduction to Semiconductor Manufacturing Technology. Prentice Hall, 2002
参考书：
[1]. 关旭东. 硅集成电路工艺基础. 北京：北京大学出版社，2003.
[2] 荒井英辅，《集成电路A》，科学出版社，2000。
[3] 荒井英辅，《集成电路B》，科学出版社，2000。
[4] K.A.杰克逊(Kenneth A.Jackson)主编；屠海令等译校. 半导体工艺. 北京：科学出版
社，1999.
[5] Stephen A. Campbell著；曾莹等译. 微电子制造科学原理与工程技术. 北京：电子
工业出版社，2003.
[6] Quirk Serda 韩郑生.半导体制造工艺。
北京：电子工业出版社，2004。
八、说明
1．本大纲依据：本大纲所确定的授课内容及学时分配是依据微电子制造工程专业特色和本院教学计划所确定的课程学时而制订的。
2．本大纲的目的：是使《半导体制造工艺及设备》课程教学有一个规范性、纲领性、指导性的教学计划文件。
3．本大纲的作用：它可作为《半导体制造工艺及设备》课程任课教师制订“授课计划”
的重要依据，也是检验、评价教学质量的重要标准。
4．本大纲的使用：在本大纲使用过程中，应当与相关课程的教学内容相协调；另一方面，由于是新开课程，可依据实际使用情况与学生反馈情况以及最新的半导体制造
工艺的发展动态进行修订与完善。
《半导体制造工艺及设备》课程简介
课程代码：BT1410_2
课程名称：半导体制造工艺及设备
总学时：总学时48，（双语讲授48）
课程内容：硅材料制备、氧化、淀积、光刻、刻蚀、离子注入、金属化、化学机械平坦化等半导体工艺及其设备，工艺集成以及CMOS工艺等。
教材：hong xiao. Introduction to Semiconductor Manufacturing Technology. Prentice Hall,
2002.
参考书：
[1] 关旭东. 硅集成电路工艺基础. 北京：北京大学出版社，2003.
[2] 荒井英辅，《集成电路A》，科学出版社，2000。
[3] 荒井英辅，《集成电路B》，科学出版社，2000。
[4] K.A.杰克逊(Kenneth A.Jackson)主编；屠海令等译校. 半导体工艺. 北京：科学出版
社，1999.
[5] Stephen A. Campbell著；曾莹等译. 微电子制造科学原理与工程技术. 北京：电子
工业出版社，2003.
[6] Quirk Serda 韩郑生.半导体制造工艺。
北京：电子工业出版社，2004。
先修课程：大学物理、半导体物理、微电子制造基础。