【正文】 與單晶生長晶向相關的生長晶棱；因為與硅原子沿生長晶向排列有關，沿不同晶向生長的單晶硅體上晶棱數(shù)目不同，晶棱對稱程度也不同。最后討論了硅單晶的質量參數(shù)（硅襯底材料的選擇），這對了解硅單晶材料的性能并進而在器件的生產(chǎn)中正確的選擇硅襯底材料是至關重要的。 課程難點：硅單晶的晶體結構及結構分析；砷化鎵晶體的晶體結構及結構分析。硅單晶的兩種制備工藝及其工藝分析、工藝過程討論；砷化鎵晶體的兩種制備工藝及其工藝分析、工藝過程討論。硅單晶體的外部特征，導致硅單晶體外部特征與硅單晶體內(nèi)部結構（原子排列規(guī)律）的對應關系分析討論。硅單晶體的結構參數(shù)要求；物理參數(shù)要求和電性參數(shù)要求。 基本概念： 1 元素半導體材料完全由一種元素構成的，具有半導體性質的材料 。 2化合物半導體材料由兩種或兩種以上的元素構成的，具有半導體性質的材料 。 3面間共價鍵密度在相鄰原子面間任取一平行平面，單位面積的共價鍵露頭數(shù)。 4少子壽命少數(shù)載流子壽命，它反映了少數(shù)載流子保持其電性的時間長短，記為τ。它與單晶體中的缺陷和重金屬雜質的多少有關。 5補償度載流子補償度（雜質補償度），記為M。由于半導體中的雜質全部電離，則其反映了半導體材料中反型雜質的多少。 基本要求：了解用于半導體器件制造的半導體材料的類型，了解元素半導體材料的類型及構成，了解化合物半導體材料的類型及構成。知道半導體器件制造中最常用的硅半導體材料的特點，知道半導體光學器件制造中最常用的砷化鎵半導體材料的特點。清楚硅半導體晶體和砷化鎵半導體晶體的晶體結構，以及它們的結構特點；知道它們在結構上的相似處和不同處；知道由硅半導體晶體結構分析引入的兩個結論，并清楚它們對半導體器件制造的指導意義。了解硅半導體單晶體是如何制備的，清楚其不同的制備工藝；知道砷化鎵半導體晶體是如何制備的，及其了解各種制備工藝。清楚知道硅半導體單晶體的外部特征，知道這些外部特征與晶體內(nèi)部結構之間的密切聯(lián)系。知道如何進行硅襯底材料的選擇，知道在硅單晶的質量參數(shù)中結構參數(shù)包括哪一些、物理參數(shù)包括哪一些、電性參數(shù)是指什么；對高要求和高性能的集成電路制造，還應注意哪些材料的質量參數(shù)。167。 硅單晶的定向 2學時 課程內(nèi)容：1 定向的方法 根據(jù)晶體生長的各向異性定向 根據(jù)晶體解理的各向異性定向 根據(jù)晶體腐蝕的各向異性定向 光圖定向 x光衍射定向 2 光圖定向的方法與原理 顯示晶面解理坑 晶面解理坑的結構與分布 光向與晶向 光圖定向儀 光圖定向3. 光圖定向器件生產(chǎn)中的應用 定向切割 定向劃片及定位面的制造 課程重點：本節(jié)介紹了常規(guī)集成電路制造中硅單晶體定向。粗略的可根據(jù)晶體生長的各向異性定向、根據(jù)晶體解理的各向異性定向、根據(jù)晶體腐蝕的各向異性定向；較精確的可進行光圖定向；更精確的可進行x光衍射定向。本節(jié)主要介紹了常規(guī)集成電路制造中最常用的光圖定向，根據(jù)光圖定向的三個必備條件，進行了顯示晶面解理坑的討論；晶面解理坑的結構與分布的討論；平行光照射晶面解理坑后，得到的反射光象與晶體晶向關系的討論；討論了常見的光圖定向儀；并對光圖定向的設備要求和光圖定向步驟進行了討論。最后，討論了光圖定向在常規(guī)集成電路制造中兩種常見的應用，定向切割是在一定生長晶向的硅單晶棒上切出所需晶面的硅單晶片；而定位面的制造是為了適應器件生產(chǎn)中的定向劃片，指出定向劃片可以獲得大量完整的管芯，定位面為定向劃片提供了劃片的參考平面。 課程難點：為什么可根據(jù)晶體生長的各向異性、晶體解理的各向異性、晶體腐蝕的各向異性進行定向，與晶體結構的關系如何。在光圖定向中，顯示晶面解理坑采用了電化學腐蝕，腐蝕前為什么要進行金剛砂研磨？在電化學腐蝕液中，晶格畸變區(qū)和晶格完整區(qū)各具有不同的性質，進行了什么不同的化學反應，其反應機理是什么。當在低指數(shù)晶面的晶片上制備晶面解理坑時，獲得的是以平行該低指數(shù)晶面的面為底、以{111}面為側面圍成的平底錐坑，此類結構的形成機理及與晶體結構的關系。光圖定向中光象與晶向之間的一一對應關系?？紤]定位面劃片時就能減少管芯的碎裂的理論依據(jù)。 基本概念： 1 光圖定向用平行光照射單晶體上的晶面解理坑，根據(jù)反射光象判定、調(diào)正晶向的方法。 2晶面解理坑以低指數(shù)晶面圍成的、與晶面（晶向）有一定對應關系的晶面腐蝕坑。其側面為解理面。 3 晶格畸變區(qū)指晶格有損傷的或不完整的區(qū)域，該區(qū)域存在較大的晶格內(nèi)應力，內(nèi)能大。 4晶格完整區(qū)指晶格結構完整或完美的區(qū)域，該區(qū)域晶格內(nèi)應力低，內(nèi)能小。 5 反射光象用平行光照射晶面解理坑 ，晶面解理坑某組平面對光的反射而得到的光圖（光象 ）。 6定向切割光圖定向+垂直切割。 7 定向劃片按規(guī)定沿解理向進行劃 片的方法。 基本要求：了解硅單晶體定向的目的、可采用的方法、定向原理。知道幾種粗略定向方法的理論依據(jù)，較精確定向方法間的比較。清楚光圖定向的方法和原理，能通過合適方法得到晶面解理坑、能通過一定手段得到反射光象、能由反射光象與晶體晶向的關系分析判定晶向、當晶向有偏離時能通過調(diào)整光圖調(diào)正晶向。知道光圖定向是如何在半導體器件制造中得到應用的，知道光圖定向在定向切割中所起的作用、知道光圖定向如何參與定位面的制作和定位面是如何在定向劃片中起到作用的。 167。 硅襯底制備工藝簡介 1學時 課程內(nèi)容：1 硅單晶的切割 工藝作用 切割原理 切割設備 切割方法 切割要求 硅片厚度 硅片兩面平行度 硅片厚度公差 注意事項 2 研磨工藝 研磨的作用 研磨的方法 單面研磨 雙面研磨 研磨要求 影響研磨的因素 磨料的影響 磨盤壓力的影響 3 拋光工藝 拋光的作用 拋光的要求 拋光的方法 機械拋光工藝 方法及原理 優(yōu)缺點 適用范圍 化學拋光工藝 原理 方法 化學機械拋光工藝 方法及原理 拋光過程分析 課程重點：本節(jié)簡單介紹了襯底制備中切片、磨片和拋光三個工藝的基本情況。關于硅單晶體的切割，討論了該工藝的四個作用：即決定了所切出的硅單晶片的晶向、晶片厚度、晶片平行度和晶片翹度；討論了切割原理：實際上是利用了刀片上的金剛砂刀刃對硅單晶棒進行脆性磨削，由于切割刀片的高速旋轉和緩慢進刀，而使硅單晶棒變成了一片一片的硅單晶片；介紹了兩種切割設備，一種是多用于硅單晶片的切割的內(nèi)圓切割機，另一種是用于定位面切割的外圓切割機；最后還給出了硅單晶體的切割的要求和注意事項。關于硅單晶片的研磨，討論了該工藝的四個作用：即去除切片造成的刀痕、調(diào)節(jié)硅單晶片的厚度、提高硅單晶片的平行度和改善硅單晶片的平整度；討論了硅單晶片研磨的方法，根據(jù)設備的不同分為硅單晶片的單面研磨和硅單晶片的雙面研磨，其研磨機理是相同的；討論了影響硅單晶片研磨的因素，研磨質量主要取決于磨料的質量和磨盤壓力的大小。關于硅單晶片的拋光，討論了該工藝的作用，主要是去除磨片造成的與磨料粒度相當?shù)膿p傷層，以獲得高潔凈的、無損傷的、平整光滑的硅單晶片的鏡面表面；討論了拋光工藝的三種拋光方法，即機械拋光、化學拋光和化學機械拋光方法。機械拋光是采用更細的磨料在蓋有拋光布的磨盤上進行細磨，由于其工藝過程中無化學反應，則該工藝適用于化合物半導體晶片的表面拋光；化學拋光是利用化學腐蝕的方法對晶片表面進行拋光，它對待研磨片平整度要求較高，化學拋光可分為液相拋光和氣相拋光兩種拋光方式，由于該拋光工藝拋光速度快、效率高，則該工藝更適用于高硬度襯底表面的拋光（如藍寶石、尖晶石等）；化學機械拋光是硅單晶片拋光的常用工藝，該工藝綜合了機械拋光、化學拋光兩種方法的各自的優(yōu)點，從方法上看，是采用了機械拋光設備而加入了化學拋光劑，化機拋光的種類可分為酸性拋光液拋光和堿性拋光液拋光兩種，酸性拋光液拋光有鉻離子拋光和銅離子拋光兩種方式，堿性拋光液拋光為二氧化硅拋光、也分為膠體二氧化硅拋光和懸浮二氧化硅拋光兩種方式。 課程難點：硅單晶切割的方法與原理；硅單晶切割的要求和注意事項。硅單晶片研磨的方法和原理；硅單晶片單面研磨方式和雙面研磨方式的區(qū)別；注意磨料質量和磨盤壓力是如何影響研磨質量的。硅單晶片的三種拋光方法各自的拋光原理與拋光工藝；三種拋光方法各自的應用特點和應用范圍。基本概念： 1 晶片的平行度指某晶片的厚度不均勻 的狀況。2晶片的厚度公差晶片與晶片之間厚度的差別。3晶片的單面研磨 晶片的單面研磨指將晶片用石蠟粘在壓塊上，在磨盤上加壓對空面進行研磨的方法。4 晶片的雙面研磨 –指將晶片置于行星托片中，在上、下磨盤中加壓進行雙面研磨的方法。5 機械拋光采用極細的磨料、在蓋有細密拋光布的拋光盤上對襯底表面進行細磨的工藝過程。6化學拋光利用化學腐蝕的方法對襯底表面進行去損傷層處理的過程。7 化學機械拋光采用機械拋光設備、加入化學拋光劑對襯底表面損傷層進行處理的過程。 基本要求：熟知半導體集成電路制造對襯底片的要求，了解襯底制備工藝是如何一步步達到以上要求的。清楚知道晶片切割工藝的方法與原理，了解晶片切割工藝過程，知道晶片切割的工藝要求和注意事項。清楚知道晶片研磨的工藝方法和工藝原理，熟悉兩種研磨方法，知道研磨工藝達到的目的和要求，能分析影響研磨質量的各種因素。清楚知道晶片拋光的各種工藝方法和工藝原理，能根據(jù)不同的待拋光襯底的實際狀況選擇合適的拋光方式，合適的拋光方法。 第一章襯底材料及襯底制備作業(yè) 思考題3題+習題3題 第二章： 外延工藝原理 （8學時） 167。 外延技術概述 課程內(nèi)容：1 外延分類 由外延材料的名稱不同分類 由外延層材料與襯底材料相同否分類 同質外延 異質外延 由器件作在外延層上還是襯底上分類 正外延 負外延（反外延） 由外延生長狀態(tài)分類 液相外延 氣相外延 分子束外延 由外延生長機構分類 直接外延 間接外延2 外延技術簡介 定義 外延技術 外延層 外延新技術 低溫外延 變溫外延 分步外延 分子束外延3 集成電路制造中常見的外延工藝 硅外延工藝 典型外延裝置 砷化鎵外延工藝 氣相外延工藝 液相外延工藝 課程重點：本節(jié)介紹了什么是外延？外延技術解決了哪些器件制造中的難題。介紹了外延技術的分類，由外延材料的不同可分為硅外延、砷化鎵外延等等；由外延層與襯底材料相同否可分為同質外延和異質外延；由在外延層上還是在襯底上制造器件可分為正外延和負外延（反外延）；由外延的生長環(huán)境狀態(tài)可分為 液相外延、氣相外延和分子束外延；由外延過程中的生長機構可分為直接外延和間接