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《微电子技术及应用》实验教学大纲

大纲主撰人：xxx大纲审核人：xxx

一、课程基本情况

课程代码：101145223324

课程名称（中/英文）：微电子技术及应用/MicroelectronicsTechnologyandApplications

课程类别：专业选修课程

课程性质：选修

课程类型：课程实验

总学分：2

总学时：32

实验学时：8

适用专业：材料成型及控制工程

适用对象：本科

先修课程：大学物理、物理化学、材料科学基础

开课学院：材料科学与工程学院

二、课程简介

1．课程任务与目的

通过该课程的学习，使学生对制造半导体器件的基本工艺原理和工艺加工步骤有比较全面、系统的认识；同时，对集成电路的制造加工有基本的了解与掌握，培养学生分析和解决半导体工艺基础问题的能力。本课程主要培养学生对材料成型及控制工程专业相关专业知识具备综合运用能力，提高学生对所学专业课程的相关理论知识的理解、掌握和运用的能力，培养学生独立操作，理论联系实际实验能力。

实验一扩散实验的实验内容为根据实验材料正确选择热处理工艺参数，包括控制加热和保温温度和时间，冷却速率，了解这些工艺参数对材料的影响规律。掌握加热温度、加热时间、保温时间、冷却速率等对热处理器件性能的影响。

实验二薄膜沉积实验的内容为了解磁控溅射法的基本原理和特点，掌握制备薄膜材料过程中基片温度、溅射功率、溅射气压和溅射时间等工艺参数对所制备薄膜性能的影响规律。

实验三集成电路制造——钎焊实验的内容为了解钎焊的基本原理和特点，掌握钎焊功率、钎焊速度和送丝速度等工艺参数对焊缝及焊接电路板的影响规律。

实验四集成电路制造——3D打印实验的内容为了解激光3D打印的基本原理和特点，掌握制备集成电路器件过程中的激光功率、激光扫描速率、光斑直径和扫描方式等工艺参数对所制备器件的组织和性能的影响规律。

2．对接培养的岗位能力

通过实验，促进学生能较正确地选择集成电路制造设备及相应的工艺参数，结合常用材料及典型集成电路器件的特点分析，正确选择合理的工艺参数，通过对集成电路制造及加工设备的工作原理的学习，能正确选择和合理使用集成电路制造设备，对集成电路制造及加工新设备新工艺新材料具有进一步学习应用的能力，培养具有制订集成电路加工工艺及解决有关实际生产问题的能力。

三、实验教学目标

1．掌握扩散相关基础理论及热处理工艺对材料性能影响的一般规律。学会热处理设备的操作规程；分析加热温度、加热时间、保温时间、冷却速率等对不同器件的影响；严格按照程序操作，注意实验安全。（支撑毕业要求指标点4.1）

2．熟悉典型薄膜材料的制备方法及磁控溅射工作原理，明晰工艺参数的变化对成形薄膜的影响规律，学会针对不同材料和厚度合理设置的磁控溅射工艺参数，并能结合产品技术要求较正确地选择溅射工艺参数。（支撑毕业要求指标点4.1）

3．熟悉钎焊设备的工作原理和特点，掌握焊接参数对焊接质量影响的一般规律。能正确选择和合理使用钎焊工艺参数，为今后工作实践中合理选择钎焊工艺制备质量较好的焊缝奠定一定的基础，对焊接工艺试验的基本内容有所了解，学会查阅资料，合理进行工程实践应用。（支撑毕业要求指标点5.2）

4．了解3D打印方法及设备的国内外发展前景，提高多学科融合的思维能力，成为社会主义市场经济需要的高层次复合型人才。（支撑毕业要求指标点5.2）

四、实验项目及学时安排

序号

实验项目名称

实验

学时

实验

类型

实验

要求

每组

人数

备注

1

扩散实验

2

综合性

必做

5

2

薄膜沉积实验

2

综合性

必做

5

3

集成电路制造—钎焊实验

2

综合性

必做

5

4

集成电路制造—3D打印实验

2

综合性

必做

5

五、实验内容

实验一扩散实验

实验目的：了解热处理设备的组成、结构及工作原理，学习热处理炉的操作过程和进行扩散实验。掌握热处理工艺参数的设置方法及热处理工艺参数对器件的影响及规律。

实验设备：电阻炉、夹具。

实验内容及步骤：

1．熟悉和了解电阻炉的主要组成部分，了解各部分的工作过程和工作原理，并掌握电阻炉的安全操作规程；

2．选择进行扩散热处理的材料，确定热处理材料的厚度和尺寸；

3．按照设计要求画线并剪切一定尺寸的热处理材料；

4．针对热处理材料和板厚合理查阅并确定热处理工艺参数；

5．调整加热温度、加热时间、保温时间、冷却速率等工艺参数进行扩散热处理操作；

6．对热处理结果进行评判；

7．按照设计的热处理参数中进行扩散热处理，找出工艺参数变化对热处理工件的影响规律，验证课程教学中所学的规律和实验结果的一致性，并形成分析报告。

实验二薄膜沉积实验

实验目的：了解磁控溅射设备的组成、结构及磁控溅射法的工作原理和特点，掌握制备薄膜材料过程中基片温度、溅射功率、溅射气