半导体工艺教案第八章
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。
《半导体物理学》课程教学大纲
《半导体物理学》课程教案大纲一、课程说明（一）课程名称：《半导体物理学》所属专业：物理学（电子材料和器件工程方向）课程性质：专业课学分：学分（二）课程简介、目标与任务：《半导体物理学》是物理学专业（电子材料和器件工程方向）本科生的一门必修课程。
通过学习本课程，使学生掌握半导体物理学中的基本概念、基本理论和基本规律，培养学生分析和应用半导体各种物理效应解决实际问题的能力，同时为后继课程的学习奠定基础。
本课程的任务是从微观上解释发生在半导体中的宏观物理现象，研究并揭示微观机理；重点学习半导体中的电子状态及载流子的统计分布规律，学习半导体中载流子的输运理论及相关规律；学习载流子在输运过程中所发生的宏观物理现象；学习半导体的基本结构及其表面、界面问题。
（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接：本课程的先修课程包括热力学与统计物理学、量子力学和固体物理学，学生应掌握这些先修课程中必要的知识。
通过本课程的学习为后继《半导体器件》、《晶体管原理》等课程的学习奠定基础。
（四）教材与主要参考书：［］刘恩科，朱秉升，罗晋生. 半导体物理学（第版）［］. 北京：电子工业出版社. .［］黄昆,谢希德. 半导体物理学［］. 北京：科学出版社. .［］叶良修.半导体物理学（第版）［］. 上册. 北京：高等教育出版社. .［］. . , ( .), , , .二、课程内容与安排第一章半导体中的电子状态第一节半导体的晶格结构和结合性质第二节半导体中的电子状态和能带第三节半导体中电子的运动有效质量第四节本征半导体的导电机构空穴第五节回旋共振第六节硅和锗的能带结构第七节族化合物半导体的能带结构第八节族化合物半导体的能带结构第九节合金的能带第十节宽禁带半导体材料（一）教案方法与学时分配课堂讲授，大约学时。
限于学时，第节可不讲授，学生可自学。
（二）内容及基本要求本章将先修课程《固体物理学》中所学的晶体结构、单电子近似和能带的知识应用到半导体中，要求深入理解并重点掌握半导体中的电子状态（导带、价带、禁带及其宽度）；掌握有效质量、空穴的概念以及硅和砷化镓的能带结构；了解回旋共振实验的目的、意义和原理。
物理教案-半导体
物理教案－半导体
教学目标知识目标
了解半导体以及半导体在现代科学技术中的应用.能力目标
通过半导体知识的学习，扩展知识面.情感目标
知道半导体在现代科技中的重要性，树立科技强国的观念.
教学建议教材分析
教材从分析导体和绝缘体的区别入手，进一步引入另一种介乎导体和绝缘体之间的材料－－半导体.接着分析了半导体的特点并提出问题. 教材又结合实例，介绍几种半导体的特性，说明了半导体地重要性.
教法建议
本节的教学要注重科技的联系，避免孤立的学习，要注意联系实际．可以提出问题学生自主学习，学生根据提出的问题，可以利用教材和教师提供的一些资料进行学习．也可以教师提出课题，学生查阅资料，从收集资料、信息的过程中学习，提高收集信息和处理信息的能力．教学设计方案【教学过程设计】方法1、学生阅读教材，教师提供一些半导体的材料，教师提出一些问题，学生阅读时思考，1
————来源网络整理，仅供供参考
例如：半导体和导体、绝缘体的有什么不同？你知道那些半导体元件？半导体都在哪些地方有应用？方法2、对于基础较好的班级，可以采用实验探究和信息学习的方法．实例如下
实验探究：可以组织学生小组，图书馆、互联网查阅有关半导体方面的资料，小组讨论，总结半导体和导体、绝缘体的区别.
【板书设计】1．半导体
概念
与导体、绝缘体的区别2．半导体材料3. 半导体的电学性能
探究活动【课题】探究二极管的特性【组织形式】学习小组【活动方式】查阅有关资料，总结、讨论.【活动内容】查找、总结1、二极管的四个特性. 2、判断二极管的方法. 3、二极管的有关参数.
————来源网络整理，仅供供参考 2。
半导体的基础知识教案
半导体的基础知识教案第一章：半导体概述1.1 半导体的定义与特性解释半导体的概念介绍半导体的物理特性讨论半导体的重要参数1.2 半导体的分类与制备说明半导体材料的分类探讨半导体材料的制备方法分析半导体器件的制备过程第二章：PN结与二极管2.1 PN结的形成与特性解释PN结的概念与形成过程探讨PN结的特性分析PN结的应用领域2.2 二极管的结构与工作原理介绍二极管的结构解释二极管的工作原理探讨二极管的主要参数与规格第三章：双极型晶体管（BJT）3.1 BJT的结构与分类解释BJT的概念介绍BJT的结构与分类分析BJT的运作原理3.2 BJT的特性与参数探讨BJT的输入输出特性讨论BJT的主要参数与规格分析BJT的应用领域第四章：场效应晶体管（FET）4.1 FET的结构与分类解释FET的概念介绍FET的结构与分类分析FET的运作原理4.2 FET的特性与参数探讨FET的输入输出特性讨论FET的主要参数与规格分析FET的应用领域第五章：半导体器件的应用5.1 半导体二极管的应用介绍半导体二极管的应用领域分析二极管在不同电路中的应用实例5.2 半导体晶体管的应用解释半导体晶体管在不同电路中的应用探讨晶体管在不同电子设备中的应用实例5.3 半导体集成电路的应用介绍半导体集成电路的概念分析集成电路在不同电子设备中的应用实例第六章：半导体存储器6.1 存储器概述解释存储器的作用与分类探讨半导体存储器的发展历程分析存储器的主要参数6.2 RAM与ROM介绍RAM（随机存取存储器）的原理与应用解释ROM（只读存储器）的原理与应用分析RAM与ROM的区别与联系6.3 闪存与固态硬盘探讨闪存（NAND/NOR）的原理与应用介绍固态硬盘（SSD）的结构与工作原理分析固态硬盘的优势与挑战第七章：太阳能电池与光电子器件7.1 太阳能电池解释太阳能电池的原理与分类探讨太阳能电池的优缺点分析太阳能电池的应用领域7.2 光电子器件解释光电子器件的分类与应用探讨光电子器件的发展趋势第八章：半导体传感器8.1 传感器的基本概念解释传感器的作用与分类探讨传感器的基本原理分析传感器的主要参数8.2 常见半导体传感器介绍常见的半导体传感器类型解释半导体传感器的原理与应用分析半导体传感器的优势与挑战8.3 传感器在物联网中的应用探讨物联网与传感器的关系介绍传感器在物联网应用中的实例分析物联网传感器的发展趋势第九章：半导体激光器与光通信9.1 半导体激光器解释半导体激光器的工作原理探讨半导体激光器的特性与参数分析半导体激光器的应用领域9.2 光通信原理解释光纤通信与无线光通信的区别探讨光通信系统的组成与工作原理9.3 光通信器件与技术介绍光通信器件的类型与功能解释光通信技术的分类与发展趋势分析光通信在现代通信系统中的应用第十章：半导体技术与未来趋势10.1 摩尔定律与半导体技术发展解释摩尔定律的概念与意义探讨摩尔定律对半导体技术发展的影响分析半导体技术的未来发展趋势10.2 纳米技术与半导体器件介绍纳米技术在半导体器件中的应用解释纳米半导体器件的特性与优势探讨纳米半导体器件的未来发展趋势10.3 新兴半导体技术与应用分析新兴半导体技术的种类与应用领域探讨量子计算、生物半导体等未来技术的发展前景预测半导体技术与产业的未来发展趋势重点和难点解析重点环节一：半导体的定义与特性重点环节二：半导体的分类与制备重点环节三：PN结与二极管重点环节四：双极型晶体管（BJT）重点环节五：场效应晶体管（FET）重点环节六：半导体存储器重点环节七：太阳能电池与光电子器件重点环节八：半导体传感器重点环节九：半导体激光器与光通信重点环节十：半导体技术与未来趋势全文总结和概括：本文主要对半导体的基础知识进行了深入的解析，包括半导体材料的分类与特性、半导体的制备方法、PN结与二极管、双极型晶体管（BJT）、场效应晶体管（FET）、半导体存储器、太阳能电池与光电子器件、半导体传感器、半导体激光器与光通信以及半导体技术与未来趋势等内容进行了详细的阐述。
半导体器件工艺课程设计
半导体器件工艺课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握半导体器件工艺的基本原理、工艺流程和关键技术，培养学生分析和解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：学生能熟练掌握半导体器件的基本概念、类型和性能，了解半导体器件工艺的原理、流程和关键技术。
2.技能目标：学生能够运用所学知识分析和解决实际问题，具备一定的实验操作能力和创新思维。
3.情感态度价值观目标：培养学生对半导体器件工艺的兴趣和热情，增强其对我国半导体产业的认同感和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括半导体器件的基本概念、类型和性能，半导体器件工艺的原理、流程和关键技术。
具体安排如下：1.半导体器件的基本概念、类型和性能：介绍半导体的基本性质、器件的分类和性能指标。
2.半导体器件工艺的原理：讲解半导体器件的制作工艺、原理和关键技术。
3.半导体器件工艺的流程：阐述半导体器件的生产流程、工艺步骤和注意事项。
4.半导体器件的关键技术：分析半导体器件的关键技术、发展趋势和应用领域。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：通过讲解半导体器件的基本概念、类型和性能，使学生掌握基础知识。
2.讨论法：学生就半导体器件工艺的关键技术进行讨论，培养学生的思考和表达能力。
3.案例分析法：分析典型半导体器件工艺案例，使学生了解实际生产过程中的问题和解决方案。
4.实验法：安排实验室实践环节，让学生动手操作，提高其实际操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统、全面的知识体系。
2.参考书：推荐相关的参考书籍，丰富学生的知识视野。
3.多媒体资料：制作课件、教学视频等多媒体资料，提高教学的趣味性和生动性。
4.实验设备：配备齐全的实验设备，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用以下评估方式：1.平时表现：关注学生在课堂上的参与度、提问回答等情况，给予相应的表现评价。
半导体器件物理教案课件
半导体器件物理教案课件PPT第一章：半导体物理基础知识1.1 半导体的基本概念介绍半导体的定义、特点和分类解释n型和p型半导体的概念1.2 能带理论介绍能带的概念和能带结构解释导带和价带的概念讲解半导体的导电机制第二章：半导体材料与制备2.1 半导体材料介绍常见的半导体材料，如硅、锗、砷化镓等解释半导体材料的制备方法，如拉晶、外延等2.2 半导体器件的制备工艺介绍半导体器件的制备工艺，如掺杂、氧化、光刻等解释各种制备工艺的作用和重要性第三章：半导体器件的基本原理3.1 晶体管的基本原理介绍晶体管的结构和工作原理解释n型和p型晶体管的概念讲解晶体管的导电特性3.2 半导体二极管的基本原理介绍半导体二极管的结构和工作原理解释PN结的概念和特性讲解二极管的导电特性第四章：半导体器件的特性与测量4.1 晶体管的特性介绍晶体管的主要参数，如电流放大倍数、截止电流等解释晶体管的转移特性、输出特性和开关特性4.2 半导体二极管的特性介绍半导体二极管的主要参数，如正向压降、反向漏电流等解释二极管的伏安特性、温度特性和频率特性第五章：半导体器件的应用5.1 晶体管的应用介绍晶体管在放大电路、开关电路和模拟电路中的应用解释晶体管在不同应用电路中的作用和性能要求5.2 半导体二极管的应用介绍半导体二极管在整流电路、滤波电路和稳压电路中的应用解释二极管在不同应用电路中的作用和性能要求第六章：场效应晶体管（FET）6.1 FET的基本结构和工作原理介绍FET的结构类型，包括MOSFET、JFET等解释FET的工作原理和导电机制讲解FET的输入阻抗和输出阻抗6.2 FET的特性介绍FET的主要参数，如饱和电流、跨导、漏极电流等解释FET的转移特性、输出特性和开关特性分析FET的静态和动态特性第七章：双极型晶体管（BJT）7.1 BJT的基本结构和工作原理介绍BJT的结构类型，包括NPN型和PNP型解释BJT的工作原理和导电机制讲解BJT的输入阻抗和输出阻抗7.2 BJT的特性介绍BJT的主要参数，如放大倍数、截止电流、饱和电流等解释BJT的转移特性、输出特性和开关特性分析BJT的静态和动态特性第八章：半导体存储器8.1 动态随机存储器（DRAM）介绍DRAM的基本结构和工作原理解释DRAM的存储原理和读写过程分析DRAM的性能特点和应用领域8.2 静态随机存储器（SRAM）介绍SRAM的基本结构和工作原理解释SRAM的存储原理和读写过程分析SRAM的性能特点和应用领域第九章：半导体集成电路9.1 集成电路的基本概念介绍集成电路的定义、分类和特点解释集成电路的制造工艺和封装方式9.2 集成电路的设计与应用介绍集成电路的设计方法和流程分析集成电路在电子设备中的应用和性能要求第十章：半导体器件的测试与故障诊断10.1 半导体器件的测试方法介绍半导体器件测试的基本原理和方法解释半导体器件测试仪器和测试电路10.2 半导体器件的故障诊断介绍半导体器件故障的类型和原因讲解半导体器件故障诊断的方法和步骤第十一章：功率半导体器件11.1 功率二极管和晶闸管介绍功率二极管和晶闸管的结构、原理和特性分析功率二极管和晶闸管在电力电子设备中的应用11.2 功率MOSFET和IGBT介绍功率MOSFET和IGBT的结构、原理和特性分析功率MOSFET和IGBT在电力电子设备中的应用第十二章：光电器件12.1 光电二极管和太阳能电池介绍光电二极管和太阳能电池的结构、原理和特性分析光电二极管和太阳能电池在光电子设备中的应用12.2 光电晶体管和光开关介绍光电晶体管和光开关的结构、原理和特性分析光电晶体管和光开关在光电子设备中的应用第十三章：半导体传感器13.1 温度传感器和压力传感器介绍温度传感器和压力传感器的结构、原理和特性分析温度传感器和压力传感器在电子测量中的应用13.2 光传感器和磁传感器介绍光传感器和磁传感器的结构、原理和特性分析光传感器和磁传感器在电子测量中的应用第十四章：半导体器件的可靠性14.1 半导体器件的可靠性基本概念介绍半导体器件可靠性的定义、指标和分类解释半导体器件可靠性的重要性14.2 半导体器件可靠性的影响因素分析半导体器件可靠性受材料、工艺、封装等因素的影响14.3 提高半导体器件可靠性的方法介绍提高半导体器件可靠性的设计和工艺措施第十五章：半导体器件的发展趋势15.1 纳米晶体管和新型存储器介绍纳米晶体管和新型存储器的研究进展和应用前景15.2 新型半导体材料和器件介绍石墨烯、碳纳米管等新型半导体材料和器件的研究进展和应用前景15.3 半导体器件技术的未来发展趋势分析半导体器件技术的未来发展趋势和挑战重点和难点解析重点：1. 半导体的基本概念、分类和特点。
物理半导体教案设计
一、教案设计概述1. 教学目标：（1）让学生了解半导体的基本概念和性质；（2）让学生掌握半导体的导电原理；（3）培养学生运用半导体知识解决实际问题的能力。
2. 教学内容：（1）半导体的定义和分类；（2）半导体的导电原理；（3）半导体的应用实例。
3. 教学方法：（1）采用讲授法，讲解半导体的基本概念和性质；（2）采用实验法，观察半导体的导电特性；（3）采用案例分析法，分析半导体的应用实例。
4. 教学资源：（1）教材或教学PPT；（2）半导体实验器材；（3）多媒体课件。
二、教学过程1. 导入：（1）引导学生回顾导体和绝缘体的概念；（2）提问：半导体是什么？它有哪些特点？2. 讲解：（1）讲解半导体的定义和分类；（2）讲解半导体的导电原理；（3）讲解半导体的应用实例。
3. 实验：（1）安排学生进行半导体实验，观察半导体的导电特性；（2）引导学生分析实验现象，理解半导体导电原理。
4. 案例分析：（1）展示半导体应用实例，如集成电路、传感器等；（2）引导学生分析半导体在实际应用中的作用。
5. 总结：（1）回顾本节课所学内容，加深学生对半导体知识的理解；（2）强调半导体在现代科技领域的重要地位。
三、作业布置1. 请学生总结半导体的基本概念和性质；2. 请学生阐述半导体的导电原理；3. 请学生分析半导体在实际应用中的例子。
四、教学反思1. 检查学生对半导体知识的掌握程度；2. 分析教学过程中的优点和不足；3. 针对不足之处，提出改进措施。
五、课后拓展1. 引导学生深入研究半导体领域的最新动态；2. 鼓励学生参加半导体相关的竞赛或项目；3. 推荐学生阅读半导体相关的书籍或论文。
六、教学活动设计1. 半导体导电实验：（1）准备实验器材，包括半导体材料、导线、电源等；（2）引导学生进行实验操作，观察半导体的导电特性；（3）分析实验结果，引导学生理解半导体导电原理。
2. 半导体应用案例分析：（1）选择一些半导体应用实例，如集成电路、传感器等；（2）引导学生分析半导体在实际应用中的作用；（3）讨论半导体技术的发展趋势和前景。
物理半导体教案设计
一、教案设计概述1. 教学目标：(1) 让学生了解半导体的基本概念及其在生活中的应用。
(2) 让学生掌握半导体的导电性能及其影响因素。
(3) 培养学生动手实验、观察、分析问题的能力。
2. 教学内容：(1) 半导体的概念及其分类。
(2) 半导体的导电性能及其影响因素。
(3) 半导体在生活中的应用实例。
(4) 简单半导体器件的工作原理。
3. 教学方法：(1) 采用讲授法讲解半导体的基本概念、分类及其导电性能。
(2) 采用实验法让学生观察半导体导电性能的变化。
(3) 采用案例分析法分析半导体在生活中的应用实例。
(4) 采用小组讨论法让学生探讨简单半导体器件的工作原理。
二、教学准备1. 教材：半导体物理教程。
2. 实验器材：半导体器件、导线、电源、灯泡等。
3. 课件：半导体物理性质、应用实例、器件工作原理等。
三、教学过程1. 导入：通过展示半导体器件在生活中应用的图片，引发学生对半导体的好奇心，激发学习兴趣。
2. 讲解：(1) 讲解半导体的基本概念及其分类。
(2) 讲解半导体的导电性能及其影响因素。
(3) 讲解半导体在生活中应用的实例。
3. 实验：让学生动手进行半导体导电性能实验，观察并记录实验现象。
4. 总结：对半导体的基本概念、导电性能及其应用进行总结。
四、作业布置1. 复习半导体物理性质及其导电性能。
2. 分析生活中的半导体应用实例。
五、教学反思本节课通过讲解、实验、总结的形式，使学生了解了半导体的基本概念、导电性能及其应用。
在教学过程中，要注意引导学生观察实验现象，培养学生的动手实验能力。
通过案例分析法让学生了解半导体在生活中的应用，提高学生的学习兴趣。
在下一节课中，将继续讲解半导体器件的工作原理，培养学生分析问题的能力。
六、教学拓展1. 讲解半导体器件的工作原理。
(1) 讲解二极管、三极管等基本半导体器件的工作原理。
(2) 分析半导体器件在电子电路中的应用。
2. 案例分析：分析半导体器件在现代通信、计算机、家用电器等领域的应用实例。
半导体器件物理 教案 课件
半导体器件物理教案课件PPT第一章：半导体简介1.1 半导体的定义与特性1.2 半导体材料的分类与应用1.3 半导体的导电机制第二章：PN结与二极管2.1 PN结的形成与特性2.2 二极管的结构与工作原理2.3 二极管的应用电路第三章：晶体三极管3.1 晶体三极管的结构与类型3.2 晶体三极管的工作原理3.3 晶体三极管的特性参数与测试第四章：场效应晶体管4.1 场效应晶体管的结构与类型4.2 场效应晶体管的工作原理4.3 场效应晶体管的特性参数与测试第五章：集成电路5.1 集成电路的基本概念与分类5.2 集成电路的制造工艺5.3 常见集成电路的应用与实例分析第六章：半导体器件的测量与测试6.1 半导体器件测量基础6.2 半导体器件的主要测试方法6.3 测试仪器与测试电路第七章：晶体二极管的应用7.1 二极管整流电路7.2 二极管滤波电路7.3 二极管稳压电路第八章：晶体三极管放大电路8.1 放大电路的基本概念8.2 晶体三极管放大电路的设计与分析8.3 晶体三极管放大电路的应用实例第九章：场效应晶体管放大电路9.1 场效应晶体管放大电路的基本概念9.2 场效应晶体管放大电路的设计与分析9.3 场效应晶体管放大电路的应用实例第十章：集成电路的封装与可靠性10.1 集成电路封装技术的发展10.2 常见集成电路封装形式与特点10.3 集成电路的可靠性分析与提高方法第十一章：数字逻辑电路基础11.1 数字逻辑电路的基本概念11.2 逻辑门电路及其功能11.3 逻辑代数与逻辑函数第十二章：晶体三极管数字放大器12.1 数字放大器的基本概念12.2 晶体三极管数字放大器的设计与分析12.3 数字放大器的应用实例第十三章：集成电路数字逻辑家族13.1 数字逻辑集成电路的基本概念13.2 常用的数字逻辑集成电路13.3 数字逻辑集成电路的应用实例第十四章：半导体存储器14.1 存储器的基本概念与分类14.2 随机存取存储器（RAM）14.3 只读存储器（ROM）与固态硬盘（SSD）第十五章：半导体器件物理在现代技术中的应用15.1 半导体器件在微电子技术中的应用15.2 半导体器件在光电子技术中的应用15.3 半导体器件在新能源技术中的应用重点和难点解析重点：1. 半导体的定义、特性及其导电机制。
芯片制造-半导体工艺教程
芯片制造-半导体工艺教程Microchip Fabrication----A Practical Guide to Semicondutor Processing目录:第一章:半导体工业[1][2][3]第二章:半导体材料和工艺化学品[1][2][3][4][5]第三章:晶圆制备[1][2][3]第四章:芯片制造概述[1][2][3]第五章:污染控制[1][2][3][4][5][6]第六章:工艺良品率[1][2]第七章:氧化第八章:基本光刻工艺流程-从表面准备到曝光第九章:基本光刻工艺流程-从曝光到最终检验第十章:高级光刻工艺第十一章:掺杂第十二章:淀积第十三章:金属淀积第十四章:工艺和器件评估第十五章:晶圆加工中的商务因素第十六章:半导体器件和集成电路的形成第十七章:集成电路的类型第十八章:封装附录:术语表#1 第一章半导体工业--1芯片制造-半导体工艺教程点击查看章节目录by r53858概述本章通过历史简介，在世界经济中的重要性以及纵览重大技术的发展和其成为世界领导工业的发展趋势来介绍半导体工业。
并将按照产品类型介绍主要生产阶段和解释晶体管结构与集成度水平。
目的完成本章后您将能够：1. 描述分立器件和集成电路的区别。
2. 说明术语“固态，”“平面工艺”，““N””型和“P”型半导体材料。
3. 列举出四个主要半导体工艺步骤。
4. 解释集成度和不同集成水平电路的工艺的含义。
5. 列举出半导体制造的主要工艺和器件发展趋势。
一个工业的诞生电信号处理工业始于由Lee Deforest 在1906年发现的真空三极管。
1真空三极管使得收音机, 电视和其它消费电子产品成为可能。
它也是世界上第一台电子计算机的大脑，这台被称为电子数字集成器和计算器（ENIAC）的计算机于1947年在宾西法尼亚的摩尔工程学院进行首次演示。
这台电子计算机和现代的计算机大相径庭。
它占据约1500平方英尺，重30吨，工作时产生大量的热，并需要一个小型发电站来供电，花费了1940年时的400, 000美元。
半导体代工工艺课程设计
半导体代工工艺课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解半导体的基本概念，掌握半导体材料的特点和分类。
2. 让学生了解半导体代工工艺的流程，掌握关键工艺步骤及其作用。
3. 使学生了解半导体器件的结构和原理，掌握常见半导体器件的应用。
技能目标：1. 培养学生运用半导体知识解决实际问题的能力，提高分析问题和解决问题的技巧。
2. 培养学生通过查阅资料、开展小组讨论等方式，自主学习和合作学习的能力。
3. 提高学生动手实践能力，通过实验课程，使学生能够独立完成半导体代工工艺的基本操作。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对半导体科学技术的兴趣，激发学习热情，形成积极的学习态度。
2. 培养学生的团队合作意识，学会尊重他人，积极参与小组讨论和实践活动。
3. 引导学生关注半导体行业的发展，了解我国在半导体领域的成就和挑战，培养学生的家国情怀。
课程性质：本课程为高中年级电子技术课程，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：高中年级学生具备一定的物理基础和动手能力，对新鲜事物充满好奇，喜欢探索和实践。
教学要求：注重理论与实践相结合，以学生为主体，充分调动学生的积极性和主动性，提高学生的知识水平和实践能力。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 半导体基础知识：- 半导体的基本概念、特性及其分类；- 半导体物理基础，如能带理论、载流子输运等；- 常见半导体材料及其应用。
2. 半导体代工工艺：- 半导体器件的制作流程，包括晶圆制备、光刻、蚀刻、离子注入、金属化等关键工艺步骤；- 各个工艺步骤的原理、设备和技术要求；- 新型半导体代工技术的发展趋势。
3. 半导体器件与应用：- 常见半导体器件的结构、原理及其分类；- 重点介绍晶体管、二极管、MOSFET等器件的工作原理和应用；- 半导体器件在集成电路中的应用。
教学大纲安排如下：第一周：半导体基础知识学习，包括半导体概念、特性及其分类；第二周：半导体物理基础，如能带理论、载流子输运等；第三周：常见半导体材料及其应用；第四周：半导体代工工艺概述，介绍晶圆制备、光刻等工艺步骤；第五周：深入讲解各个工艺步骤的原理、设备和技术要求；第六周：半导体器件的结构、原理及其分类；第七周：晶体管、二极管、MOSFET等器件的工作原理和应用；第八周：半导体器件在集成电路中的应用及新型半导体代工技术的发展趋势。
物理半导体教案设计
一、教案设计概述1. 教学目标：（1）让学生了解半导体的基本概念和性质；（2）让学生掌握半导体材料的制备方法和应用；（3）培养学生动手实验的能力和团队协作精神。
2. 教学内容：（1）半导体的基本概念和性质；（2）半导体材料的制备方法；（3）半导体应用实例；（4）实验操作技能培训；（5）团队协作与创新能力培养。
3. 教学方法：（1）讲授法：讲解半导体的基本概念、性质和制备方法；（2）实验法：进行semiconductor 材料的制备和应用实验；（3）讨论法：引导学生探讨半导体技术的未来发展；（4）案例分析法：分析半导体产业的发展现状和趋势。
4. 教学资源：（1）教材：半导体物理与器件；（2）实验设备：半导体制备设备、实验仪器；（3）多媒体课件：讲解半导体相关知识；（4）网络资源：了解半导体产业的发展动态。
二、第一章：半导体的基本概念和性质（1）让学生了解半导体的定义和分类；（2）让学生掌握半导体的基本性质。
2. 教学内容：（1）半导体的定义和分类；（2）半导体的基本性质：导电性、掺杂、能带结构等。
3. 教学方法：（1）讲授法：讲解半导体的定义、分类和基本性质；（2）案例分析法：分析具体半导体材料的性质及应用。
4. 教学活动：（1）课堂讲授：讲解半导体的基本概念和性质；（2）课后作业：让学生通过教材和网络资源了解常见半导体材料的性质及应用。
三、第二章：半导体材料的制备方法1. 教学目标：（1）让学生了解半导体材料的制备方法；（2）让学生掌握常见半导体材料的制备工艺。
2. 教学内容：（1）半导体材料的制备方法：氧化物法、CVD 方法、MOCVD 方法等；（2）常见半导体材料的制备工艺：硅、锗、砷化镓等。
3. 教学方法：（1）讲授法：讲解半导体材料的制备方法和工艺；（2）实验法：进行半导体材料的制备实验。
（1）课堂讲授：讲解半导体材料的制备方法和工艺；（2）实验操作：让学生动手进行半导体材料的制备实验。
物理半导体教案设计
物理半导体教案设计一、教学目标1. 让学生了解半导体的基本概念，理解半导体材料的性质和特点。
2. 让学生掌握半导体器件的基本原理和应用，包括二极管、三极管等。
3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，提高学生的科学素养。
二、教学内容1. 半导体材料的性质和特点2. 半导体器件的基本原理和应用3. 二极管的特性曲线和应用4. 三极管的特性曲线和应用5. 半导体器件在现代科技领域的应用三、教学重点与难点1. 教学重点：半导体材料的性质和特点，半导体器件的基本原理和应用。
2. 教学难点：二极管、三极管的特性曲线分析及其应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法，引导学生主动探究半导体材料的性质和特点。
2. 利用多媒体课件，直观展示半导体器件的工作原理和应用实例。
3. 结合实际案例，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
4. 开展小组讨论和课堂互动，激发学生的学习兴趣和积极性。
五、教学过程1. 导入：通过展示半导体器件在日常生活中的应用实例，引发学生对半导体材料的兴趣。
2. 半导体材料的性质和特点：介绍半导体的定义、分类及导电性能，分析半导体材料的特殊性质。
3. 半导体器件的基本原理：讲解二极管、三极管的工作原理，阐述其导电性能。
4. 半导体器件的应用：举例说明二极管、三极管在电子设备中的常见应用。
5. 课堂小结：回顾本节课所学内容，强调半导体材料和器件的重要性。
6. 课后作业：布置相关练习题，巩固学生对半导体知识的理解。
六、教学评价1. 课后作业：评估学生对半导体材料和器件基本原理的理解程度。
2. 小组讨论：观察学生在小组内的合作情况和问题解决能力。
3. 课堂问答：检查学生对课堂讲解内容的理解和掌握情况。
4. 期中期末考试：全面测试学生对半导体知识的掌握和应用能力。
七、教学资源1. 多媒体课件：提供清晰的半导体器件原理图和应用实例。
2. 实验器材：准备一些简单的半导体器件，如二极管、三极管，供学生观察和实验。
微电子器件授课教案
微电子器件授课教案第一章：微电子器件概述1.1 教学目标1. 了解微电子器件的定义和发展历程。
2. 掌握微电子器件的基本原理和分类。
3. 理解微电子器件在现代科技领域的重要作用。
1.2 教学内容1. 微电子器件的定义和发展历程。
2. 微电子器件的基本原理和分类。
3. 微电子器件在现代科技领域的应用。
1.3 教学方法1. 采用讲授法，介绍微电子器件的定义和发展历程。
2. 通过演示和实验，展示微电子器件的基本原理和分类。
3. 开展小组讨论，探讨微电子器件在现代科技领域的重要作用。
1.4 教学评价1. 课堂问答，检查学生对微电子器件定义和发展历程的理解。
2. 实验报告，评估学生对微电子器件基本原理和分类的掌握。
3. 小组报告，评价学生对微电子器件在现代科技领域重要性的认识。
第二章：半导体器件原理2.1 教学目标1. 了解半导体的基本性质和制备方法。
2. 掌握半导体器件的工作原理。
3. 理解半导体器件的主要参数和性能。
2.2 教学内容1. 半导体的基本性质和制备方法。
2. 半导体器件的工作原理。
3. 半导体器件的主要参数和性能。
2.3 教学方法1. 采用讲授法，介绍半导体的基本性质和制备方法。
2. 通过演示和实验，展示半导体器件的工作原理。
3. 开展小组讨论，分析半导体器件的主要参数和性能。
2.4 教学评价1. 课堂问答，检查学生对半导体基本性质和制备方法的理解。
2. 实验报告，评估学生对半导体器件工作原理的掌握。
3. 小组报告，评价学生对半导体器件主要参数和性能的分析能力。
第三章：晶体管器件3.1 教学目标1. 了解晶体管的基本结构和制备方法。
2. 掌握晶体管的工作原理和分类。
3. 理解晶体管的主要性能参数和应用。
3.2 教学内容1. 晶体管的基本结构和制备方法。
2. 晶体管的工作原理和分类。
3. 晶体管的主要性能参数和应用。
3.3 教学方法1. 采用讲授法，介绍晶体管的基本结构和制备方法。
2. 通过演示和实验，展示晶体管的工作原理。
半导体制造工艺教案硅材料制备
半导体制造工艺教案硅材料制备【半导体制造工艺教案硅材料制备】一、引言其实啊，在我们生活的这个科技飞速发展的时代，半导体可是无处不在呢！从我们每天不离手的手机，到家里的电脑、电视，甚至是汽车、飞机等高科技产品，都离不开半导体的身影。
而半导体制造工艺中的硅材料制备，那可是相当关键的一步。
接下来，咱们就一起好好聊聊硅材料制备的那些事儿。
二、硅材料制备的历史1. 早期探索其实啊，早在 19 世纪，科学家们就已经开始对硅这种元素产生了浓厚的兴趣。
那时候，他们就发现了硅的一些独特性质，但对于如何将其大规模地应用于制造半导体，还处于摸索阶段。
2. 重要突破到了20 世纪中叶，随着技术的不断进步，一些关键的突破出现了。
比如说，发明了更高效的提纯方法，让硅的纯度得到了大幅提升，这就为半导体的发展打下了坚实的基础。
3. 现代发展说白了就是，进入 21 世纪后，硅材料制备技术更是日新月异。
新的工艺不断涌现，使得硅材料的性能越来越好，成本也越来越低。
三、硅材料的制作过程1. 开采与提纯硅在自然界中主要以二氧化硅（也就是沙子）的形式存在。
首先得把含有二氧化硅的矿石开采出来，然后通过一系列复杂的化学和物理方法进行提纯，去除杂质，得到相对纯净的硅。
这就好比是从一堆沙子里挑出金子，只不过这里挑的是纯净的硅。
比如说，我们会用到化学沉淀法，让杂质沉淀下去，然后把上面的溶液取出来，这里面含有的硅就更纯了。
2. 晶体生长得到了相对纯净的硅之后，就要让它长成晶体。
常见的方法有直拉法和区熔法。
直拉法就像是做棉花糖，把一根棍子放进去旋转，糖丝就会缠绕在棍子上形成一个大大的棉花糖。
在这里，就是把硅熔体用一个籽晶慢慢提拉，硅就会在籽晶上逐渐生长成一个大的晶体。
区熔法呢，则像是在做局部的“烧烤”，通过局部加热，让硅在特定区域熔化并结晶，从而得到高质量的晶体。
3. 切片与抛光晶体长好之后，要把它切成薄薄的片，就像切土豆片一样。
然后再对这些片子进行抛光，让表面变得非常光滑平整，这样才能用于制造半导体器件。
半导体工艺教案(光刻)
教学内容及教学过程】7.1概述图7-1半导体制造工艺流程7.1.1光刻的概念光刻处于晶圆加工过程的中心，一般被认为是集成电路（IC）制造中最关键的步骤，需要高性能以便结合其他工艺获得高成品率。
图7-2光刻的基本原理图7.1.2光刻的目的光刻实际是图形的转移，把掩膜版上的图形转移到晶圆的表面。
7.1.3光刻的主要参数在光刻工艺中，主要的参数有特征尺寸、分辨率、套准精度和工艺宽容度等。
1.特征尺寸2.分辨率图7-3焦深的示意图3.套准精度4.工艺宽容度7.1.4光刻的曝光光谱曝光光源的能量要能激活光刻胶，并将图形从掩膜版中转移到晶圆表面。
由于光刻胶材料与紫外光所对应的特定波长的光发生反应，因此目前紫外光一直是形成光刻图形常用的能量源。
表7-1常用的曝光光源以及光源波长与特征尺寸的关系7.17.1.5光刻的环境条件在晶圆的批量生产中，光刻机对环境的要求非常苛刻，特别是现在的深亚微米尺寸的生产线。
微小的环境变化就可能导致器件的各种缺陷。
光刻设备有一个要求非常严格的密封室控制各种条件，例如温度、振动、颗粒沾污和大气压力等。
1.温度2.振动3.颗粒沾污4.大气压力7.1.6掩膜版掩膜版是晶圆生产过程中非常重要的一部分。
比较常用的是掩膜版和投影掩膜版。
掩膜版包含了整个晶圆的芯片阵列并且通过单一的曝光转印图形，一般用于较老的接近式光刻机或扫描对准投影机中。
投影掩膜版是一种局部透明的平板，在它上面有将要转印到晶圆上的一部分图形（例如几个芯片的图形），因此需要经过分步重复在整个晶圆表面形成覆盖，一般用于分步重复光刻机和步进扫描光刻机。
1.投影掩膜版的材料2.投影掩膜版的缩影和尺寸3.投影掩膜版的制造7.2光刻工艺的基本步骤1.气相成底膜图7-4光刻的基本工艺步骤图7-5气相成底膜示意图2.旋转涂胶图7-6旋转涂胶示意图3.软烘图7-7软烘工艺的原理示意图4.曝光图7-8曝光设备的结构示意图5.烘焙6.显影图7-9显影示意图7.坚膜8.显影检查7.3正性光刻和负性光刻7.3.1正性光刻和负性光刻的概念光刻包括两种基本的工艺类型：正性光刻和负性光刻。
【教学大纲】半导体材料
《半导体材料》教学大纲课程名称：半导体材料课程类别：选修课适用专业：材料化学考核方式：考查总学时、学分：32 学时、2学分一、课程教学目的《半导体材料》是化学与材料科学学院材料化学专业的一门选修课。
半导体科学发展的基础。
本课程主要介绍半导体晶体生长方面的基础理论知识，初步掌握单晶材料生长、制备方法以及常用的锗、硅、化合物半导体材料的基本性质。
通过本课程的学习，使学生掌握半导体材料的相关知识，从而对半导体材料的制备和性质有较全面的认识。
二、课程教学要求本课程的任务是使学生获得半导体晶体生长方面的基础理论知识，初步掌握单晶材料生长、制备方法以及常用的锗、硅、化合物半导体材料的基本性质等相关知识。
三、先修课程学生学习完《功能材料概论》、《材料物理导论》和《材料物理化学》以后开设本课程。
四、课程教学重、难点本课程的重点是掌握半导体晶体生长方面的基础理论知识，单晶材料生长、制备方法以及常用的锗、硅、化合物半导体材料的基本性质等相关知识。
本课程的难点是半导体材料的不同制备方法和过程，以及与所制备出来材料的性质之间的关系。
五、课程教学方法与教学手段教学方法：课程讲授中采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性；讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。
教学手段：在教学中采用板书、电子教案及多媒体教学等相结合的教学手段，以确保全面、高质量地完成课程教学任务。
六、课程教学内容第一章半导体材料概述 ( 1学时)1．教学内容：(1)人类对半导体材料的使用和研究历史，(2)半导体材料的发展历史和基本特性和分类。
2．重、难点提示(1)教学重点：半导体材料的基本特性及其应用。
(2)教学难点：硅晶体的各向异性。
第二章硅和锗的化学制备（4学时）1．教学内容（1）硅和锗的基本晶体结构和物理化学性质。
（2）化学提纯制备高纯硅的三氯氢硅氢还原法和硅烷法。
（了解硅、锗的化学提纯）2．重、难点提示(1)教学重点：高纯硅的制备。
半导体制造工艺教案金属化
授课主要内容或板书设计课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤6.1引言6.1.1金属化的概念在硅片上制造芯片可以分为两部分:第一，在硅片上利用各种工艺（如氧化、CVD、掺杂、光刻等）在硅片表面制造出各种有源器件和无源元件。
第二，利用金属互连线将这些元器件连接起来形成完整电路系统。
金属化工艺（Metallization）就是在制备好的元器件表面淀积金属薄膜，并进行微细加工，利用光刻和刻蚀工艺刻出金属互连线，然后把硅片上的各个元器件连接起来形成一个完整的电路系统，并提供与外电路连接接点的工艺过程。
6.1.2金属化的作用金属化在集成电路中主要有两种应用：一种是制备金属互连线，另一种是形成接触。
1.金属互连线2.接触1）扩散法是在半导体中先扩散形成重掺杂区以获得N+N或P+P的结构，然后使金属与重掺杂的半导体区接触，形成欧姆接触。
2）合金法是利用合金工艺对金属互连线进行热处理，使金属与半导体界面形成一层合金层或化合物层，并通过这一层与表面重掺杂的半导体形成良好的欧姆接触。
金属化技术在中、小规模集成电路制造中并不是十分关键。
但是随着芯片集成度越来越高，金属化技术也越来越重要，甚至一度成为制约集成电路发展的瓶颈。
早期的铝互连技术已不能满足高性能和超高集成度对金属材料的要求，直到铜互连技术被应用才解决了这个问题。
硅和各种金属材料的熔点和电阻率见表6 1。
为了提高IC性能，一种好的金属材料必须满足以下要求：1）具有高的导电率和纯度。
2）与下层衬底（通常是二氧化硅或氮化硅）具有良好的粘附性。
3）与半导体材料连接时接触电阻低。
4）能够淀积出均匀而且没有“空洞”的薄膜，易于填充通孔。
5）易于光刻和刻蚀，容易制备出精细图形。
6）很好的耐腐蚀性。
7）在处理和应用过程中具有长期的稳定性。
表6-1硅和各种金属材料的熔点和电阻率（20° C）6.2.2铝与硅和二氧化硅一样，铝一直是半导体制造技术中最主要的材料之一。
从集成电路制造早期开始就选择铝作为金属互连的材料，以薄膜的形式在硅片中连接不同器件。
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第九章掺杂
【教学内容及教学过程】
8.1引言
8.1.1刻蚀的概念
刻蚀（Etching）是把进行光刻前所淀积的薄膜（厚度约在数百到数十纳米）中没有被光刻胶覆盖和保护的部分，用化学或物理的方式去除，以完成转移掩膜图形到薄膜上面的目的，如图8⁃1所示。
图8-1刻蚀图形转移示意图
1)湿法刻蚀是利用合适的化学试剂将未被光刻胶保护的晶圆部分分解，然后形成可溶性的化合物以达到去除的目的。
2)干法刻蚀是利用辉光(Glow Discharge)的方法产生带电离子以及具有高浓度化学活性的中性原子和自由基，这些粒子和晶圆进行反应，从而将光刻图形转移到晶圆上。
8.1.2刻蚀的要求
1.图形转换的保真度高
2.选择比
3.均匀性
4.刻蚀的清洁
8.2刻蚀工艺
8.2.1湿法刻蚀
最早的刻蚀技术是利用溶液与薄膜间所进行的化学反应，来去除薄膜未被光刻胶覆盖的部分，从而达到刻蚀的目的。
这种刻蚀方式就是湿法刻蚀技术。
湿法刻蚀又称湿化学腐蚀，其腐蚀过程与一般化学反应相似。
由于是腐蚀样品上没有光刻胶覆盖部分，因此，理想的腐蚀应当是对光刻胶不发生腐蚀或腐蚀速率很慢。
刻蚀不同材料所选取的腐蚀液是不同的。
1)湿法刻蚀的反应生成物必须是气体或能溶于刻蚀剂的物质，否则会造成反应生成物沉淀，从而影响刻蚀正常进行。
2)湿法刻蚀是各向异性的，刻蚀中腐蚀液不但浸入到纵向方向，而且也在侧向进行腐蚀。
3)湿法刻蚀过程伴有放热和放气过程。
1)反应物扩散到被刻蚀材料的表面。
2)反应物与被刻蚀材料反应。
3)反应后的产物离开刻蚀表面扩散到溶液中，随溶液被排除。
8.2.2干法刻蚀
干法刻蚀是以等离子体来进行薄膜刻蚀的一种技术。
在干法刻蚀过程中，不涉及溶液，所以称为干法刻蚀。
1)物理刻蚀是利用辉光放电将气体(比如氩气)解离成带正电的离子，再利用偏压将带正电的离子加速，轰击在被刻蚀薄膜的表面，从而将被刻蚀物质的原子轰击出去。
2)化学刻蚀又叫做等离子刻蚀，它与物理刻蚀完全不同，它是利用等离子体，将反应气体解离，然后借助离子与薄膜之间的化学反应，把裸露在等离子体中的薄膜，反应生成挥发性的物质而被真空系统抽离。
1.等离子体的概念
2.等离子体的产生方式
(1)气体放电法通常把在电场作用下，气体被击穿而导电的现象称为气体放电。
(2)射线辐照法射线辐照法是利用各种射线或粒子束辐照，使得气体电离而产生等离子体。
8.2.3两种刻蚀方法的比较
湿法刻蚀是在水溶液下进行的，所以刻蚀速度较快，同时选择度较高，但刻蚀时是各向同性腐蚀，也就是说，除了在纵向进行腐蚀以外，在横向上也会有腐蚀，这样就造成图形转换时保真度较低，因此，湿法刻蚀不能满足超大规模集成电路制造的要求。
图8-2干法刻蚀与湿法刻蚀效果的比较
8.3干法刻蚀的应用
8.3.1介质膜的刻蚀
集成电路工艺中所广泛用到的介质膜主要是SiO2膜及Si3N4膜。
1.二氧化硅的干法刻蚀
图8-3HWP结构图
8.3干法刻蚀的应用
图8-4等离子体扩散腔外围磁场
(1)氧的作用在CF4中加入氧后，氧会和CF4反应释放出F原子，
因而增加F原子的含量，则增加了Si与SiO2的刻蚀速率，并消耗掉部分C，使得等离子体中碳与氟的比例下降。
图8-5 所占百分比与Si和Si 的
刻蚀速率的关系
(2)氢的作用
图8-6 所占百分比与Si和Si 刻速率的关系
(3)反应气体在目前的半导体刻蚀制备中，大多数的干法刻蚀都采用CHF3与氯气所混合的等离子体来进行SiO2的刻蚀。
2.氮化硅(Si3N4)的干法刻蚀
图8-7圆筒形结构示意图
8.3.2多晶硅膜的刻蚀
在MOS器件中，栅极部分起着核心的作用，因此栅极的宽度需要严格控制，因为它代表了MOS器件的沟道长度，从而与MOS器件的特性息息相关。
因此，多晶硅的刻蚀必须严格地将掩膜上的图形转移到多晶硅薄膜上。
此外，刻蚀后的轮廓也很重要，如栅极多晶硅
刻蚀后侧壁有倾斜时，将会遮蔽源极和漏极的离子分布，造成杂质分布不均匀，通道的长度将随倾斜程度的不同而改变。
同时，刻蚀时要求Si对SiO2的选择性要高，如果多晶硅覆盖在很薄（小于20nm）的栅极氧化层上，如果氧化层被穿透，氧化层下面的源—漏极间的Si 将很快被刻蚀。
因此，若采用CF4、CF6等氟离子为主的等离子体来刻蚀多晶硅，则不太合适，较低的选择比会对器件造成损坏。
除此之外，此类气体还具有负载效应，负载效应是指当被刻蚀的材料裸露在等离子体中的面积较大的刻蚀速率比面积小的慢，也就是局部腐蚀速率不均匀。
8.3.3金属的干法刻蚀
金属铝是目前半导体器件及集成电路制造中应用最多的导电材料。
因为铝的导电性能良好，价格低廉，而且铝膜的淀积和刻蚀都比较方便，所以铝电极几乎占了所有半导体器件及集成电路中的导电体。
但是，随着元器件的集成度和工艺的进一步提高，采用金属铝作为电极引线也遇到了困难。
这是由于在高温下，硅原子和铝原子容易向彼此间扩散，从而产生被称为“尖刺”的现象，导致铝引线与MOS管接触不好。
此外，当铝线线条宽度设计得十分细小时，由于“电迁移”现象，引发铝原子的移动，使得铝丝断开。
因此，后来，人们采用铜线来取代铝线，也有采用铝⁃硅⁃铜合金来代替金属铝。
但是，铝还是目前集成电路和半导体器件中主流的导电引线。
1.铝的刻蚀
2.铝合金的刻蚀
1)将晶圆以大量的去离子水清洗。
2)刻蚀之后，晶圆还在真空中时以氧气等离子体将掩膜去除并在铝合金表面形成氧化层来保护铝合金。
3)在晶圆移出刻蚀腔前，以氟化物的等离子体做表面处理，如CF4、CHF3，将残留的氯置换成氟，形成AlF3,或在铝合金表面形成一层聚合物来隔离铝合金与氯的接触。
3.钨的回蚀
4.铜的腐蚀
8.3.4光刻胶的去除
晶圆表面薄膜材料腐蚀完毕，必须将光刻胶去除掉，这一工序称为去胶。
常用的去胶方法有溶剂去胶、氧化去胶和等离子体去胶。
下面分别加以阐述。
1.溶剂去胶
2.氧化去胶
3.等离子体去胶
图8-8等离子体去胶设备示意图
1)系统真空度要达到3×12-2Torr(1Torr=133.322Pa)，然后通入氧气，并用针型阀门调节流量。
2)高频信号源的频率是11~12MHz，输出功率为150~200W。
3)通入氧气的流量
8.4干法刻蚀的质量控制
分析光学放射原理
图8-9光学放射频谱
1.光学放射频谱分析
2.激光干涉测量
图8-10激光干涉测量图形
1)激光束要聚焦在晶圆的被刻蚀区，且该区域的面积应足够大。
2)必须对准在该区域上，因而增加了设备镜片的设计难度。
8.4干法刻蚀的质量控制
3)被激光照射的区域温度升高而影响刻蚀速率，造成刻蚀速率与不受激光照射区域的不同。
4)如果被刻蚀的表面粗糙不平，则所测得的信号将很弱。
3.质谱分析
1)部分物质的质量/电荷比相同，如N2、CO、Si等，使得检测同时拥有这些成分的刻蚀时无法判断刻蚀是否完成。
2)从空腔取样的结果会影响刻蚀终点的检测。
3)设备不容易安装到各种刻蚀机上。
【作业布置】
【课后分析】。