建立现代 VLSI 前道与后道工艺的完整认知，理解各类制造技术的优势、约束与适用边界。
SME305 VLSI Fabrication Technology超大规模集成电路工艺原理 · 交互式课堂课件
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从硅材料到器件封装
理解芯片制造的关键路径
面向课堂投影、教师讲解与学生复习的单页交互式课件。课程从硅晶圆出发，沿着图形化、刻蚀、热处理、掺杂、薄膜沉积与器件整合逐步推进，最终回到 CMOS 芯片封装与先进系统协同。
课程介绍
《超大规模集成电路工艺原理》关注芯片如何从材料变成系统。每讲既保留经典模型，也连接 GAA、背面供电、chiplet 与先进封装等前沿方向。
适用对象
微电子与集成电路专业本科三年级，适合课堂投影与交互讲解。
学习方式
按顺序建立制造主线，也可按主题进入任意课件进行复习。
课件特点
本地配图、课堂交互、教师提示和离线运行，适合投影展示。
COURSE SYLLABUS
课程大纲
衬底与洁净室 → 光刻与刻蚀 → 氧化、扩散与注入 → 薄膜、隔离、互连与工艺集成。
Athena 单步与 CMOS 项目仿真，并开展 PECVD、光刻、刻蚀和台阶仪测试等洁净室训练。
能够比较湿法与干法刻蚀、CVD 与 PVD，估算工艺流程复杂度，并设计与排查制造方案。
课程入口
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01COURSE MAP
集成电路工艺：历史、未来与课程地图
从晶体管和集成电路的诞生出发，建立芯片制造全流程框架，理解技术演进与课程计划。
进入第一讲 →02SILICON
半导体衬底：硅材料属性与提拉单晶法
认识 Si 晶体结构、晶向与缺陷，理解 CZ 提拉生长、掺杂偏析和晶圆后处理流程。
进入第二讲 →03LITHOGRAPHY I
经典光刻技术原理
围绕图形复制、曝光、衍射、Rayleigh 方程、景深、浸没式光刻与工艺窗口展开。
进入第三讲 →04LITHOGRAPHY II
先进图形化：光刻胶、EBL、EUV 与纳米压印
比较四类图形化路径，理解先进曝光、随机缺陷、工艺边界与未来演进方向。
进入第四讲 →05ETCHING I
湿法腐蚀：化学选择性、各向异性与工艺控制
从溶液传质和表面反应出发，理解选择比、横向钻蚀、KOH 晶向依赖和 MEMS 释放。
进入第五讲 →06ETCHING II
干法刻蚀：等离子体、方向性与原子级控制
理解鞘层、RIE、ICP-RIE、侧壁钝化、高深宽比结构和选择性刻蚀。
进入第六讲 →07OXIDATION
热氧化：从硅表面生长二氧化硅
围绕氧化炉、干氧与湿氧、Deal-Grove 模型、硅消耗和界面质量展开。
进入第七讲 →08DIFFUSION
热扩散：让掺杂剂沿浓度梯度迁移
理解 Fick 定律、恒定源与有限源、点缺陷机制、横向扩散和热预算。
进入第八讲 →09IMPLANT
离子注入：把掺杂剂精确送入晶格
从束线、能量和剂量出发，理解射程、沟道效应、损伤与退火激活。
进入第九讲 →10CVD
化学气相沉积：从反应物到功能薄膜
理解 CVD 七步路径、表面反应与传质竞争、覆盖性和反应器选择。
进入第十讲 →11PVD
物理气相沉积：从真空飞行到功能薄膜
理解蒸发、DC / RF / 磁控溅射、离化 PVD、台阶覆盖、金属化整合与前沿材料窗口。
进入第十一讲 →12CMOS INTEGRATION
CMOS 封装与一个 MOS 管的工艺流程
从封装回到单管，串联阱区、STI、栅、源漏、接触、互连，并连接 GAA、背面供电与 chiplet。
进入第十二讲 →材料基础Si 晶体、衬底与晶圆
制造框架从版图到工艺流程
经典光刻分辨率、景深与窗口
先进路径EBL、EUV 与 NIL
刻蚀工程湿法、干法与选择性
热处理氧化、扩散与热预算
掺杂工程离子注入与激活
化学沉积CVD、ALD 与覆盖性
物理沉积蒸发、溅射与金属化
器件整合CMOS、互连与先进封装