微电子测试与分析技术教学大纲

微电子测试与分析技术教学大纲 《微电子测试与分析技术》教学大纲 课程编号:MI4321042 课程名称:微电子测试与分析技术 英文名称:Microelectronic Test and Analysis Technique 学时:30 学分: 2 课程类型:任选 课程性质:专业课 适用专业:微电子学 先修课程:半导体物理～半导体材料 集成电路与集成系统 开课学期:7 开课院系:微电子学院 一、课程的教学目标与任务 目标:掌握微电子测试与分析方法的基本原理、相关的实验技术与应用等方面的知识，从而具有选择适宜测量分析手段的能力。 任务:学习半导体材料的特性、成分、结构、微观形貌、缺陷和失效器件的测试分析等知识，了解相关测试分析技术。 二、本课程与其它课程的联系和分工 本课程是《半导体材料》的后续课程，着重介绍半导体材料特性、成分、结构、微观形貌的测试分析技术。 三、课程及基本要求 (一) 微电子测试分析技术概论(2学时) 测试分析基本原理，测试分析技术的分类及应用特点。 1.基本要求 (1)了解测试分析的目的与种类。 (2)掌握光谱分析、电子能谱分析、衍射分析、电子显微分析的基本原理。 2.重点、难点 重点:几种主要分析方法的应用。 难点:电磁辐射、粒子与材料的相互作用。 3.说明:使学生了解测试分析技术的分类及其应用，并通过对粒子与材料的相互作用的学习，了解不同测试分析手段的物理基础。 (二) 电子显微分析(8学时) 电子光学基础，真空及真空系统，透射电子显微镜原理、结构和成像方式，扫描电子显微镜的基本原理、结构和成像方式，电子探针X射线显微分析。 1.基本要求 (1)了解静电透镜和磁透镜中电磁学原理。 (2)掌握透射电镜和扫描电镜的工作原理、结构和成像方式。 2.重点、难点 重点:透射电镜和扫描电镜的工作原理、结构及成像方式。 1 难点:电子光学理论基础。 3.说明:使学生了解电子光学基础，真空相关概念及真空系统，并掌握扫描电镜和透射电镜成像原理和基本结构，以及成像方式。 (三) 俄歇电子能谱(6学时) 俄歇过程原理和能谱特征，俄歇电子能谱仪工作原理，能量分析器，锁相放大器，俄歇信号的检测方法及应用。 1.基本要求 (1)了解俄歇过程原理和能谱特征。 (2)掌握俄歇电子能谱仪工作原理和俄歇信号的检测方法及应用。 2.重点、难点 重点:俄歇电子能谱特征和检测方法。 难点:俄歇电子能谱的应用。 3.说明:俄歇分析是中一种重要的材料表面分析方法，通过本章的学习使学生了解并掌握俄歇过程的物理意义、能谱特征，俄歇信号的检测、俄歇能谱仪的工作原理、装置结构及其在材料分析中的应用。 (四) 以光子为探束的分析技术(8学时) 概述，光电发射与光电截面，X射线光电子能谱仪，X射线光电子能谱(XPS)分析与应用，紫外光电子能谱(UPS),红外吸收谱(IRAS)基本原理及测试分析技术。 1.基本要求 (1)了解XPS、UPS、IRAS分析的基本原理和特点。 (2)掌握XPS、IRAS定量和定性分析方法。 2.重点、难点 重点:X射线光电子能谱分析与应用。 难点:红外吸收谱方法原理。 3.说明:使学生了解光电发射过程及特征谱线概念，了解分子振动模式，为XPS、UPS、IRAS的分析应用打下基础。 (五) 以离子束为探束的分析技术(2学时) 离子与固体表面的相互作用，离子束探针分析原理与装置，离子束探针在微电子中的应用。 1.基本要求 (1)了解离子与固体表面相互作用的基本概念。 (2)掌握离子束探针分析方法原理和应用。 2.重点、难点 重点:离子束探针在半导体测试技术中的应用。 难点:离子与固体表面的相互作用。 3.说明:通过本章的学习使学生了解离子与固体表面的相互作用过程，掌握离子束探针装置构成及其在定性及半定量分析中的应用。 (六) 超大规模集成电路测试技术(4学时) VLSI电学特性测试，在线工艺监控，数字电路测试，模拟电路及数模混合电路测试， 2 VLSI测试技术的发展。 1.基本要求 了解VLSI电学特性测试及数字、模拟、数模混合电路的测试方法。 2.重点、难点 重点:在线工艺监控。 难点:数字电路测试。 3.说明:使学生了解集成电路测试方法与过程，为今后从事VLSI电路设计与制造打下 基础。 四、教学安排及方式 总学时 30 学时，讲课 26 学时，多种形式教学 4 学时。 教学环节 讲实习讨上 小 看参 录观题论教学时数 像或 计 课验课课机 课程内容 微电子测试分析技术概论 2 2 电子显微分析 6 2 8 俄歇电子能谱 6 6 以光子为探束的分析技术 8 8 以离子束为探束的分析技术 2 2 超大规模集成电路测试技术 2 2 4 五、考核方式 笔试(开卷)。 各教学环节占总分的比例:平时测验及作业:20%，期末考试:80% 六、推荐教材与参考资料 教材:史保华编《材料微分析技术概论》，西安:西安电子科技大学出版社，1998 参考资料:中科院半导体所理化分析中心编《半导体的检测与分析》，北京:科学出 版社，1984 孙以材编《半导体测试技术》，北京:冶金工业出版社，1984 (执笔人:汪家友 审核人:柴常春) 2005年8月20日 3 4