WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


РПД МЭ CД.04 - 2002 ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Факультет радиоэлектроники Кафедра микроэлектроники Система методического обеспечения учебного процесса Рабочая программа дисциплины Процессы микро- и нанотехнологии по подготовке специалиста инженера по направлению 654100 – Электроника и микроэлектроника специальности 200100 – Микроэлектроника и твердотельная электроника Экземпляр № Пенза 2002 РПД МЭ СД.04 - 2002 1 РАЗРАБОТАНА на основе государственного образовательного стандарта, рабочего учебного плана, семестровых планов и примерной программы НМС УМО Автор: доцент кафедры микроэлектроники, к.ф.-м.н., доцент Аверин И.А.

«» 2002 г.

2 РЕЦЕНЗЕНТ доцент кафедры микроэлектроники, к.т.н., доцент Головяшкин А.Н.

«» 2002 г.

3 СОГЛАСОВАНА 4 ВНЕСЕНА (ПОДГОТОВЛЕНА к утверждению) Методической группой кафедры микроэлектроники Руководитель доцент кафедры микроэлектроники, к.ф.-м.н., доцент Медведев С. П.

«» 2002 г.

5 УТВЕРЖДЕНА на заседании кафедры микроэлектроники, протокол № Зав. кафедрой д.т.н., профессор Печерская Р.М.

«» 2002 г.

Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры – разработчика программы.

РПД МЭ CД.04 – 2002 Система методического обеспечения учебного процесса Рабочая программа дисциплины ПРОЦЕССЫ МИКРО- И НАНОТЕХНОЛОГИИ Специальность (направления) 200.100.Микроэлектроника и твердотельная электроника Дата введения 2002 1 Область применения Настоящая рабочая программа (далее программа) устанавливает минимальные требования к знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности.

Предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, и студентов специальности 200100 – Микроэлектроника и твердотельная электроника, участвующих в процессе изучения дисциплины.

2 Нормативные ссылки Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования.

Направление подготовки специалиста инженера.

Учебный план по специальности 200100, утвержденный 2000 г.

Семестровый учебный план на 2001/2002 учебный год. И 151.30.03–2000 Рабочие программы учебных дисциплин, порядок разработки и требования к содержанию.

3 Нормативная трудоемкость дисциплины Трудоемкость дисциплины в часах, исходя из 17-недельного семестра (дробью: всего в семестре / в среднем в неделю):

9 семестр Общая 162/9,Обязательная аудиторная 85/Лекции 51/Лабораторные занятия 34/Практические занятия не предусмотр.

Семинары не предусмотр Курсовое проектирование не предусмотр Самостоятельная работа студентов, 76,5/4,включая подготовку к курсовой работе РПД МЭ СД.04 - Контроль текущий на занятиях 9 семестр защита курсовой работы (проекта) с оценкой зачет 9 семестр сдача экзамена 9 семестр 4 Цель и задачи дисциплины 4.1 Целью дисциплины является научить студентов способам нанесения, удаления и модифицирования вещества на микро- и наноуровне, используемых при создании компонентов твердотельной электроники и интегральных микросхем.

4.2 В результате изучения дисциплины студент должен:

4.2.1. Знать:

- современные операции микро- и нанотехнологии;

- физико-технологические и экономические ограничения миниатюризации и интеграции;

- принципы организации базовых технологических процессов создания компонентов твердотельной электроники и интегральных микросхем.

4.2.2. Иметь навыки:

- реализации современных способов нанесения, удаления и модифицирования материалов при создании элементной базы электронной техники;

- работы на оборудовании, используемом в микроэлектронном производстве 5 Место дисциплины в учебном процессе Дисциплина относится к циклу специальных дисциплин, и блоку дисциплин, обеспечивающих конструкторско-технологическую подготовку.

Изучение данной дисциплины базируется на следующих дисциплинах:

Физика; Технология материалов электронной техники;; Материалы и элементы электронной техники; Химия; Микроэлектроника; Вакуумная и плазменная электроника; Твердотельная электроника.

Основные положения дисциплины должны быть использованы в дальнейшем при изучении:

Технология полупроводниковых приборов и ИМС; Проектирование и конструирование полупроводниковых ИМС.

6 Сводные данные об основных разделах дисциплины и распределении часов по видам занятий Название раздела Количество часов занятий Уровни Аудиторных изучения лекцион- Практиче- Лаборатор- Самостоя- ных ских ных тельных занятий Введение 2 часа 2 часа АСистемный подход к процессам микро- и 4 часа 2 часа 6 часов Внанотехнологии Производственная чистота, гигиена и 6 часов 6 часов 10 часов В1, Вбезопасность.

Оборудование и методы нанесения 6 часов 6 часов 10 часов Б1, Ввещества.

Оборудование и методы удаления 5 часов 2 часа 8 часов Ввещества Оборудование и методы 6 часов 2 часа 8 часов Вмодифицирования вещества.

Литографические процессы. 6 часов. 2 часа 10 часов В1,ВСборка и герметизация. 4 часа 8 часов 8 часов В1,ВИнтенсификация и интеграция процессов 10 часов 2 часа 14 часов Вмикро- и нанотехнологии Заключение. 2 часа 2 часа 2,5 часа В7.Лекции 7.1. Разделы и их содержание 7.1.1.Введение ( 2 часа).

Возникновение и развитие микро- и нанотехнологии. История появления материаловедческо-технологического базиса и основных организационных принципов.

7.1.2.Системный подход к процессам микро- и нанотехнологии ( 4 часов).



Системная модель технологического процесса: объект, воздействие, процесс.

Классификация процессов микро- и нанотехнологии по физико-химической сущности:

механический, термический, химический, корпускулярно-полевой; виду процесса:

нанесение, удаление, модифицирование; характеру протекания процессов: тотальный, локальный, селективный, избирательный, анизотропный; способу активации: тепло, излучение, поле. Виды термического и корпускулярно-лучевого воздействий: резистивный, лучистый и индукционный нагрев, электронные и лазерные пучки, плазма и ионные пучки.

Каталитические свойства поверхности и атомно-силовое воздействие.

7.1.3. Производственная чистота, гигиена и безопасность ( 6 часов).

Чистые помещения: классификация производственных помещений по чистоте воздушной среды и микроклимату, источники загрязнений, способы обеспечения и поддержания чистоты. Вакуум: глубина вакуума, средства откачки и методы контроля.

Технологические среды: чистота материалов, воды, газовых сред и жидкостей. Аппаратура и элементы газовых и жидкостных систем. Базовые операции очистки жидких и газообразных сред. Очистка поверхности пластин. Безопасность работы в чистых помещениях: токсичные, взрывоопасные и пожароопасные среды. Утилизация отходов.

7.1.4. Оборудование и методы нанесения вещества ( 6 часов).

Оборудование и методы нанесения вещества в вакууме из молекулярных пучков:

вакуум-термическое и электронно-лучевое испарение, молекулярно-лучевая эпитаксия.

Оборудование и методы ионно-плазменного осаждения: катодное, магнетронное, реактивное распыления; ионно- и плазмохимическое осаждение. Оборудование и методы осаждения из газовой фазы: получение поликристаллического и аморфного гидрогенизированного кремния, оксида и нитрида кремния; пиролитическое осаждение металлов; газофазная эпитаксия кремния, бинарных и многокомпонентных соединений; газофазные методы молекулярной химической сборки. Оборудование и методы осаждения из жидкой фазы:

жидкофазная эпитаксия, электрохимическое осаждение слоев, нанесение моно- и мультислоев органических веществ методом Ленмюра-Блоджетт. Золь-гель технология.

7.1.5. Оборудование и методы удаления вещества (5 часов).

Шлифование и полирование пластин. Электрохимическая, ультразвуковая и электроэрозионная обработки. Механическое, лазерное и электронно-лучевое скрайбирование. Вакуум-термическое травление. Процессы химического травления:

механизмы травления; оборудование, методы и среды для жидкостного и газового травления; локальное и анизотропное ориентационно-чувствительное травление;

маскирующие, «жертвенные» и «стоп»-слои. Электрохимическое травление, получение пористого кремния. Ионно-плазменное травление: оборудование, методы и механизмы травления; ионно-лучевое, плазмохимическое, реактивное ионно-плазменное, ионнохимическое травление.

7.1.6. Оборудование и методы модифицирования вещества ( 6 часов).

Оборудование и методы окисления в газовой и жидких средах: высокотемпературное термическое сухое и влажное окисление, электрохимическое окисление, теоретические модели окисления. Окисление и нитрирование в плазме. Диффузия примесей: распределение примесей при диффузии, стадии загонки и разгонки примесей, оборудование и методы диффузии из газообразных, жидких и твердых источников. Ионная имплантация:

распределение примесей, оборудование и методы ионной имплантации.

Высокоэнергетические сильноточные процессы ионной имплантации: окисление, нитрирование, протонирование, радиационно- стимулированная диффузия, химический синтез. Имплантография: жидкометаллические источники ионов, ионно-полевая эмиссия.

Низкоэнергетическая ионная имплантация методом погружения в плазму. Активация процессов при ионном легировании и химическом синтезе: термический и корпускулярнолучевой отжиг.

7.1.7. Литографические процессы ( 6 часов).

Классификация базовых методов литографии: фото-, рентгено-, электроно- и ионолитография. Литографический цикл: резисты и способы их нанесения, позитивные, негативные, жидкие и сухие резисты; методы повышения адгезии, плазмостойкости;

планаризация, предэкспозиционная обработка, проявление и сушка. Фотошаблоны.

Аппаратура и способы совмещения и экспонирования. Пространственное разрешение.

Эволюция процессов экспонирования: высокоэффективные источники дальнего ультрафиолета, оптическая литография с фазовым сдвигом, стереолитография, электроно-, ионо-, рентгенолитография. Литография с использованием синхротронного излучения.

Объемная субмикронная литография.

7.1.8. Сборка и герметизация ( 4 часов).

Сборка микроэлектронных устройств: монтаж кристаллов, термокомпрессия, ультразвуковая микросварка, пайка выводов; оборудование для микросборки;

беспроволочный монтаж. Герметизация микроэлектронных устройств: корпусная и бескорпусная герметизации. Сварка: контактная, под давлением, лазерная, электроннолучева. Герметизация: пайка, обволакивание, заливка, прессование.

7.1.9. Интенсификация и интеграция процессов микро- и нанотехнологии ( 10 часов).

Физико-технологические и экономические ограничения миниатюризации и интеграции.

Нетермические методы активации физико-химических процессов: локальность, избирательность, скорость протекания процессов. Активация процессов полем и излучением:





электрически стимулированная эпитаксия; фото- и СВЧ-стимулированные процессы осаждения, окисления и травления. Туннельно-полевое модифицирование поверхности:

квантово-механические принципы локального переноса заряда, энергии, массы; технология атомно-молекулярного массопереноса и модифицирования с наноразрешением. Базовые принципы интеграции процессов: аппаратурная и топохимическая интеграция.

Самоформирование: интеграция физико-химических процессов на основе топохимической селективности поверхности, структурно-топологические операции на основе анизотропии, маски дифференциального действия, принцип матрицы. Интегрированные технологические кластерные комплексы: минифабрики, нанотехнологические комплексы на основе туннельно-полевого массопереноса и модифицирования. Системный подход к управлению качеством продукции: ЕСТД и её применение, структура и функции АСУТП, оптимизация контрольно-измерительных операций.

7.1.10. Заключение ( 2 часа).

Построение технологических процессов на основе оптимального сочетания принципов управления, самоформирования, самоорганизации: адаптивный синтез микроэлектронных структур, самосогласованные цепи технологических операций. Атомно-молекулярная инженерия.

7.2.Форма проведения занятий.

Аудиторная и самостоятельная работа, консультации.

8. Практические занятия Не предусмотрены.

9. Лабораторные занятия.

9.1. Основные темы:

1. Средства контроля чистоты производственных помещений ( 2 часа).

2. Средства откачки и методы контроля вакуума (2 часа).

3. Методы очистки и контроля поверхности пластин ( 2 часа).

4. Нанесение диэлектрических слоев методом термического испарения в вакууме ( часа).

5. Диффузия примесей из твердого источника ( 4 часа).

6. Изучение методов микроконтактирования ( 4 часа).

7. Герметизация корпусов ИМС методом лазерной сварки ( 4 часа).

8. Разделение кремниевых подложек на лазерной установке «Квант-12» ( 4 часа).

9. Разделение пластин и подложек методом скрайбирования алмазным резцом ( 2 часа).

10. Микросварка выводов микросхем на лазерной установке «Квант-12» ( 4 часа).

11. Заключительное занятие ( 2 часа).

9.2. Форма проведения занятий.

Аудиторная и самостоятельная работа, консультации.

10. Семинарские занятия.

Не предусмотрены.

11. Курсовой проект (работа).

Не предусмотрен 12. Методические материалы.

12.1. Аверин И.А., Головяшкин А.Н., Лежнев Д.В., Тиллес В.Ф. Получение и исследование свойств материалов микроэлектроники. Мет.указания по лабораторным работам. Пенз.

ГУ, 2001.- 56 с.

12.2. Головяшкин А.Н., Рябов П.В. Лазерные технологии в микроэлектронике. Мет. Указания к лабораторным работам. Пенз.ГУ, 1997.-23 с.

13. Учебная литература.

13.1. Основная.

1. Чистяков Ю.Д., Райнова Ю.П. Физико-химические основы технологии микроэлектроники. М., Металлургия, 1979.- 238 с.

2. Пигучин И.Г., Таиров Ю.М. Технология полупроводниковых приборов. М., В.Ш., 1984.287 с.

3. Аброян И.А., Андронов А.Н., Титов А.И.. Физические основы электронно-ионной технологии.Учебное пособие для вузов М., В.Ш., 1984.-319 с.

4. Вендик С.Г., Горин Ю.Н., Попов В.Ф.. Корпускулярно-фотонная технология. М., В.Ш., 1984.

5. Курносов А.И., Юдин В.В. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. М., В.Ш., 1986.

6. Черняев В.Н. Физико-химические процессы в технологии РЭА. М., В.Ш., 1987.- 375 с.

7. Коледов Л.А. Технология и конструирование микросхем, микропроцессоров и микросборок. Радио и связь, 1989.

8. Драгунов В.П., Неизвестный И.Г., Гридчин В.А. Основы наноэлектроники. Учебное пособие для вузов. Новосибирск, Центр «Интеграция»,2000.-331 с.

13.2. Дополнительная.

1. Брюэр Дж. Р.. Электронно-лучевая технология в изготовлении микроэлектронных приборов. Радио и связь, 1984.

2. Броудай И., Мерей Дж.. Физические основы микротехнологии. М., Мир, 1985.- 494 с.

3. Риссел Х., руге И. Ионная имплантация. Пер. с нем. под ред. М.И. Гусева. М., радио и связь, 1985.

4. Таруи Я. Основы технологии сверхбольших интегральных схем. М., Радио и связь, 1985.

5. Валиев К.А., Раков А.В. Физические основы субмикронной литографии. М.: Радио и связь, 1985.

6. Дорфман В.Ф. Синтез твердотельных структур. М., Мир, 1986.

7. Технология СБИС, под ред. С.Зи, пер. с англ. под ред. Чистякова Ю.Д., М., Мир, 1986. ( 2 тома).

8. Киреев В.Ю., Данилин Б.С. Применение низкотемпературной плазмы для травления и очистки материалов. М., Радио и связь, 1987.

9. Панфилов Ю.В., Рябов В.Т., Цветков Ю.Б. Оборудование производства интегральных микросхем и промышленные роботы. М., Радио и связь, 1988.

10. Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры. Под ред Ченга Л., Плога К. -М., Мир, 1989.

11. Моряков О.С. Устройство и наладка оборудования полупроводникового производства.

М., В.Ш., 1989.

12. Готра З.Ю. Технология микроэлектронных устройств. Справочник. М., Радио и связь, 1991.

13. Высоковакуумное производство в микроэлектронной промышленности. Под ред.

Дюваль А. -М., Мир, 1991.

14. Моро У. Микролитография. М., Мир, 1991.

15. Автоматизация технологического оборудования микроэлектроники. Под ред. Сазонова А.А. М., В.Ш., 1991.

16. Пипко А.И., Плисковский В.Я. Основы вакуумной техники. М., Энергоиздат, 1992.











© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.