光学与电子信息 学院集成电路工程领域、软件工程领域学位硕士研究生课程简介
课程名称：微纳尺度制造工程 课程代码：182.573 课程类型：□公共课 □专业必修课 █ 专业课程 □其它： 考核方式： 考试 教学方式：讲授 适用领域：电子科学与技术 开课学期： 秋季 总 学时：32 先修课程要求：光电子学原理与应用；大学物理；固体物理 课程组教师姓名 范桂芬 副教授 微电子学与固体电子学 39 信息功能材料与器件 职 称 专 业 年 龄 学术方向 学分：2 课程负责教师教育经历及学术成就简介： 教育经历： ? ? ? ? 1993-1997：湖北大学，化学系， 本科/理学学士 2002-2007：华中科技大学，电子科学与技术系，研究生/工学博士 2007-2009：华中科技大学，材料科学与工程学院博士后流动站，博士后 2009-至今：华中科技大学，电子科学与技术系，教师 学术成就： 目前主要从事铁电压电陶瓷材料及器件研究。近年来主持完成了湖北省自然科学基金“压电滤波器无铅化环保材料铌酸钾钠陶瓷的研究（2008CDB283）”、中国博士后科学基金“手机镜头驱动叠层微型压电马达陶瓷模块的研究（20080440138）”、教育部博士点基金新教师类“铋基无铅压电陶瓷场致应变特性的研究(20100142120091)”、华中科技大学自主创新项目“理想0-3型多铁复合材料制备及物性研究(2010MS006)”等项目的研究工作。目前已经在国内外重要学术刊物《Applied Physics Letters》、《Journal of Alloys and Compounds》、《Journal of Physics D: Applied Physics》、《Japanese Journal of Applied Physics 》、《Journal of Material Science》及《无机材料学报》等发表学术论文20余篇。 课程教学目标： 微纳加工是应用广泛、发展迅速的一门多学科交叉的新型学科，它的应用领域涵盖了集成电路、集成光学、微光机电系统、微传感、以及介观与量子效应器件等多个科学技术领域。本课程主要讲授微米和纳米微细加工技术、微细结构的分析和表征技术以及微纳加工的应用，使学生对微纳加工技术的基本理论、微纳制造和微细结构的应用有深入的了解。本课程的主要任务是培养学生： 1．了解微纳加工技术的发展过程和发展趋势 2．掌握微细结构的各种加工技术和原理 3．掌握微纳加工技术的应用领域及相关的测量技术 课程大纲：（章节目录） 本课程的主要章节有： 第一章 绪论 （共4学时） 首先介绍微纳加工技术的意义、应用领域以及未来的发展趋势。 第二章 微纳加工的基础知识 （共4学时） 主要介绍 1）光波与光子：电磁波谱，衍射，光学相干性，波动光学聚焦成像理论，产生控制短波长的极紫外线和X射线光子的方法； 2）电子与电子束：电子发射，电子枪，电子束聚焦、成像和偏转； 3）气体放电与等离子体：气体放电，等离子体，等离子体的化学性质； 4）光子、电子和离子与固体物质的相互作用； 5）真空科学基本知识 第三章 微纳加工的主要衬底材料 （共4学时） 主要有半导体材料、介电材料、玻璃和聚合物材料及其它特殊微细结构相关材料 第四章 微纳加工技术 （共10学时） 1）微纳图形技术：主要有微纳图形的掩膜制备，微纳图形的形成——曝光光刻，微纳图形在转移中的曝光、显影和去胶过程； 2）薄膜沉积 3）蚀刻技术——选择性去除材料层 4）外延生长——在基体材料表面生长出与衬底相同（或接近）的晶体结构 5）氧化、掺杂 6）化学机械平坦化 第五章 微细结构的分析和检测 （共6学时） 主要分析和检测方法有：光学方法，电子离子显微分析方法，声学方法；扫描探针显微方法。 第六章 微细结构的应用领域 （共4学时） 微纳加工技术可以应用在以下这些领域： 1）微电子技术与集成电路系统 2）集成光学 3）微电-机械系统（MEMS）和微光-电-机械系统（MOMES） 4）真空微电子技术 5）介观和新原理量子效应器件 4）微探针和微传感器 教材： 《微纳尺度制造工程》（第三版），斯蒂芬 A.坎贝尔著，北京市：电子工业出版社 主要参考书： 1. 《微纳加工导论》，Sami Franssila著，北京市：电子工业出版社 2. 《微纳传感器与应用》，朱勇，张海霞编，北京市：北京大学出版社 3． 《微纳加工科学原理》，唐天同编，北京市：电子工业出版社 ． 课程名称：Fabrication Engineering at the Micro- and 课程代码：182.573 Nanoscale 课程类型：█ Professional basic courses 考核方式： Exam 教学方式： Lecturing 适用领域：Electronic Science and technology specialty 开课学期： Fall 总学时：32 学分：2 先修课程要求：The principle and application of Optoelectronics, College Physics, Solid state physics 课程组教师姓名 Fan Guifen 职 称 Associate Prof. 专 业 Microelectronics and solid state electronics 年 龄 39 学术方向 Information of functional materials and devices Course Team Leader Education Experience and Academic Qualification： Education Experience: ? Sep,1993-July,1997 Bachelor Degree ? Sep,2002-July,2007 Huazhong University of Science and Technology, Department of Electronic Science and technology, PhD Degree ? Sep,2007-Mar,2009 Huazhong University of Science and Technology, School of materials science and Engineering ,postdoctor ? Mar,2009 to now Huazhong University of Science and Technology, College of optical and electronic information,teacher Academic Qualification： The main research field is Information of functional materials and devices. She recently has completed a study on the natural science foundation of Hubei province (2008CDB283), China Postdoctoral Science Foundation (20080440138), the Doctoral Fund of Ministry of education (20100142120091) et al. At present, she has successively published over 20 important papers in domestic and foreign publications. Hubei University, Department of chemistry,
Course Objective： Micro and nano fabrication is a multidisciplinary discipline which has been used widely and developed rapidly .It has been applied for integrated circuit, integrated Optics, MOEMS, Micro-sensing, mesoscopic and quantum effect devices, etc. During the class, the students will learn micro and nano fabrication techniques, analysis and characterization techniques for fine structure and application of micro and nano technologies. The purpose of teaching for students is to: 1. Know the history and trend of micro and nano processing technologies. 2. Know the various processing techniques and principles of fine structure. 3. Know nanofabrication technology applications and related measurement techniques. NO8. Course content and class hour plan Content of courses Chap1. Introduction (4 class hours) Describe the significance, applications and trends of micro and nano fabrication technologies, Chap2. Basics for micro and nano fabrication (4 class hours) Main contents 1. Light wave and Photonic: the electromagnetic spectrum, diffraction, optical coherence, theory of wave optics confocal imaging, method for generating an ultraviolet and X-ray photons to control short wavelength 2. Electronics and Electron Beam: electron emission, electron gun, Electron beam focusing, imaging, and deflection 3. Gas discharge and plasma: gas discharge, plasma, plasma chemical properties; Chap3. Main substrate material for micro and nano fabrication (4 class hours) The main materials are semiconductor materials, dielectric material, glass, polymeric material, and other special fine structure materials. Chap4. Micro and nano fabrication technologies (10 class hours) 1. Micro and nano graphic technologies: mask preparation, exposure lithography, micro and nano graph’s lithography, development, and stripping. 2. Thick film deposition 3. Etching technique: remove material layer selectively 4. Epitaxial growth – growth the same (or close to) the crystal structure on the substrate’s surface 5. Oxidation, doping 6. Chemical mechanical planarization Chap5. Analysis and checking of micro and nano fine structure (6 class hours) The main methods are: Optical methods, electron and ion microscopy analysis methods, acoustic methods, scanning probe microscopy methods. Chap6. Use of micro and nano fine structure (4 class hours) The main fields are: 1. Microelectronics technology and integrated circuit systems 2. Integrated optics 3. MEMS and MOMES 4. Vacuum microelectronic technology 5. Mesoscopic and new principle quantum effect devices 6. Microprobe and micro-sensor NO9. Assignments and examinations Normal Performance 15%+ Examination result 85% Reference Books： 1. Fabrication Engineering at the Micro- and Nanoscale (Third Edition). Stephen A. Campbell, Beijing, Electronic Industry Press 2. Nanofabrication scientific principles, Tang tiantong. Beijing, Electronic Industry Press 3. Micro-nano sensor and its application, Zhu yong, Beijing, Peking University Press 4. Introduction to Microfabrication. Sami Franssila., Beijng, Electronic Industry Press
微纳尺度制造工程-华中科技大学光学与电子信息学院
