《微电子导论》教学大纲（本科）.docx

微电子导论教学大纲注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。课程英文名Introduction to Microelectronics课程代码C0807Z11学分2总学时32理论学时32实验/实践学 时0课程类别专业课课程性质必修先修课程适用专业电信工程、通讯工程、电子信息科科 学开课学院信息与通信工程学院执笔人审定人王怡制定时间2018年4月一、课程地位与课程目标（一）课程地位微电子学是一级学科电子信息科学与技术领域下辖的所有专业的专业基础课程，是 电子信息与通信工程各专业课程的基石。微电子学的发展关乎着国家的命脉，电子信息与 通信工程中的每一项突破都离不开微电子器件和集成电路工艺瓶颈的突破，因此微电子学 具有举足轻重的作用。（-）课程目标1 .能够在设计与应用信息与通信网络复杂工程问题时，清楚模块中的各个分立器件 的功能和工作原理，更好地进行系统设计与优化；2 .能够基于微电子器件的原理和制作工艺，采用科学方法对复杂电子信息与通信工 程问题进行研究；.能够针对电子信息领域复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的微器件功能模块。二、课程目标达成的途径与方法1、本课程主要强调让学生掌握组成信息功能模块的分离电子器件如:二极管、三极管、 场效应管、存储器、传感器、CCD器件等的工作原理、制作工艺和封装形式，培养学生识 别，选择和应用信息功能模块的能力，主要以课堂讲授，实物，影像演示为主。2、对于器件和集成电路的工艺流程的讲解主要以教师讲解和影像资料播放为主，以 参观半导体与集成电路生产线为辅。课堂演示注重演示内容的基础性、实用性和新颖性, 引导学有余力的学生进行深入的自主学习。3、引导并培养学生应用现代通信手段关注微电子领域的发展前沿信息，拓展视野。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕毕毕毕毕毕毕毕毕毕毕业业业业业业业业业业业要要要要要要要要要要要求1-3求1-4求 2-1求2-4求3-2求3-3求3-4求4-2求4-3求4-4求5-1课程目标1HHHLMHLHHMH课程目标2LLMHMMHMHHM课程目标3HMMMLHHHHMH注：1 .支撑强度分别填写H、M或L （其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）。四、课程主要内容与基本要求1、微电子学常识1.1 晶体管的发明了解：晶体管发明的过程，晶体管发明对人类社会的作用1.2 集成电路的发展历史掌握：集成电路的概念，集成电路发展的几个主要里程碑1.3 集成电路的分类掌握：集成电路的分类方法，MOS集成电路的概念，双极集成电路的概念，1.4 微电子学的特点了解：微电子学的概念，微电子学的特点2、半导体物理和半导体器件物理基础半导体及其基本特性熟练掌握：半导体的概念，杂质对半导体特性的影响掌握：电导率，电阻率，迁移率，散射1.1 半导体中的载流子掌握：能带，能级，导带，价带，电子，空穴，多子，少子了解：热平衡，过剩载流子PN 结熟练掌握：PN结的结构掌握：PN结的基本工作原理，正向特性，反向特性了解：PN结中的能带图，PN结的击穿，PN结的电容熟练掌握：双极晶体管的结构掌握：双极晶体管的工作原理，特性曲线了解：双极晶体管的电流传输机制，晶体管的放大原理，放大系数，反向电流和击穿电 压，频率特性MOS场效应晶体管熟练掌握：MOS晶体管的结构，MOS晶体管的基本工作原理，阈值电压掌握：MOS晶体管的种类，特性曲线了解：MOS晶体管的电容3、大规模集成电路基础3. 1双极集成电路掌握：双极集成电路的特点，双极集成电路的基本结构（截面图、俯视图）了解：双极集成电路的主要形式及其优缺点3.2 MOS集成电路掌握：MOS集成电路，CMOS集成电路，CMOS集成电路的特点，MOS集成电路的结构，MOS 晶体管的开关特性了解：MOS传输门，存储器，CMOS电路的自锁效应4、集成电路制造工艺4.1双极集成电路工艺流程掌握：双极集成电路结构、工艺流程4.2 MOS集成电路工艺流程掌握：MOS集成电路结构、工艺流程3光刻与刻蚀技术掌握：光刻工艺的基本原理，湿法腐蚀，干法刻蚀了解：几种常见的光刻技术，超细线条光刻技术，干法刻蚀的特点4. 4氧化掌握：氧化硅的性质及作用，热氧化 了解：热氧化的机理，常见的热氧化方法4. 5扩散与离子注入掌握：扩散与离子注入概念、特点和作用了解：扩散工艺，离子注入的基本原理，退火的作用6化学气相淀积掌握：化学气相淀积的作用，采用这种方法可以淀积哪些材料了解：化学气相淀积Si、多晶硅、氧化硅、氮化硅的方法4. 7接触和互连掌握：接触和互连在集成电路中的作用，物理气相淀积的方法了解：SALICIDE结构，多层布线技术8隔离技术掌握：隔离的作用，常用的隔离方法了解：LOCOS隔离、槽隔离、二极管隔离等的工艺流程5. 9封装技术了解：集成电路封装的基本工艺流程，几种常用的封装方法6. 10集成电路工艺掌握：前工序、后工序、辅助工序的概念，前工序中的三大类工艺技术，超净实验室5、集成电路设计集成电路设计的特点与信息描述掌握：集成电路设计信息描述的几种主要方法，版图结构了解：集成电路设计的特点5.1 集成电路设计流程掌握：集成电路设计的三个主要阶段了解：集成电路分层分级设计的流程集成电路设计规则掌握：集成电路设计规则的作用了解：以入为单位的设计规则，以微米为单位的设计规则掌握：全定制、门阵列、标准单元、积木块、可编程逻辑等设计方法的概念，各种设计 方法的特点了解：兼容设计技术、可测性设计技术5.5 集成电路设计举例掌握：简单集成电路设计的基本方法6、集成电路设计的CAD系统6.1集成电路设计的CAD系统概述了解：集成电路设计的CAD技术6. 2系统描述与模拟VHDL语言及模拟掌握：VHDL语言的基本概念及主要作用了解：VHDL语言建模机制的特点，VHDL的模拟算法，VHDL语言模拟环境的特点6. 3综合掌握：综合的作用和基本过程6. 4逻辑模拟掌握：逻辑模拟的基本概念和主要作用了解：逻辑模拟模型的建立，逻辑描述方法，逻辑模拟算法，开关级逻辑模拟6.5电路模拟掌握：电路模拟的基本概念，电路模拟的基本功能了解：电路模拟软件的基本结构，电路描述方法6. 6时序分析和混合模拟掌握：时序分析和混合模拟的主要作用了解：时序分析的基本原理，混合模拟6.7版图设计的CAD软件掌握：版图设计的基本概念，版图设计的主要方法了解：版图的自动设计方法，版图的半自动设计方法，版图的人工设计方法，版图检查 与验证方法，制版技术，版图数据交换的格式掌握：器件模拟的基本概念了解：器件模拟的基本原理，器件模拟的基本功能及所用模型，器件模拟的输入文件举例9工艺模拟掌握：工艺模拟的基本概念，工艺模拟的基本内容了解：工艺模拟的输入文件6.10计算机辅助测试(CAT)技术了解：故障模型，计算机辅助测试技术7、几类重要的特种微电子器件1薄膜晶体管掌握：薄膜晶体管的结构和主要用途，薄膜晶体管的特点7.2光电子器件掌握：跃迁辐射和光吸收的基本原理，光电子器件的种类及其作用了解：发光器件、光电探测器、太阳能电池的基本工作原理和结构7. 3 CCD器件了解：CCD器件的主要用途、器件结构和基本工作原理8、微机电系统1微机电系统的基本概念掌握：微机电系统的概念，发展趋势，分类，用途等8.2几种重要的MEMS器件了解：微加速度计，微陀螺，微马达等微机电系统3 MEMS加工工艺了解：硅微机械加工工艺，包括体硅工艺、表面牺牲层工艺等，LIGA加工工艺4 MEMS技术发展趋势了解：MEMS技术的发展趋势和发展前景微电子技术发展的规律和趋势9.1 微电子技术发展的一些基本规律 掌握：摩尔定律，三种等比例缩小定律9.2 微电子技术发展的一些趋势和展望了解：微电子技术的主要发展趋势，物理极限、系统芯片的概念，近几年将有重大发展 的一些关键技术，如SOI技术、微细加工技术、高K介质材料、Cu互连等五、课程学时安排章节号教学内容学 时 数学生任务对应课程目 标第1章绪论2.微电子学常识1.1 晶体管的发明1.2 集成电路的发展历史1.3 集成电路的分类1.4 微电子学的特点2L学生课下利用网络搜索 与本章相关内容的知识 占八、92.能认识晶体管和集成块 长啥样课程目标3第2章半导体物理和半导体器件物理基础2.1 半导体及其基本特性2.2 半导体中的载流子2.3 PN 结2.4 4双极晶体管2.5 MOS场效应晶体管5能够自学n-沟道MOS管， P-沟道MOS管和互补沟道 CMOS管的相关内容课程目标1课程目标3第3章大规模集成电路基础3. 1双极集成电路3.2 MOS集成电路4上网查阅资料了解最新集 成电路工艺发展进程课程目标1课程目标3第4章集成电路制造工艺4.1双极集成电路工艺流程4.2 MOS集成电路工艺流程4. 3光刻与刻蚀技术4. 4氧化4. 5扩散与离子注入4. 6化学气相淀积4. 7接触和互连4. 8隔离技术4. 9封装技术4. 10集成电路工艺7自学课内为讲到的章节课程目标1课程目标2课程目标3第5章集成电路设计5.1 集成电路设计的特点与信息描述5.2 集成电路设计流程4查阅本章相关内容的资料课程目标1课程目标35.3 集成电路设计规则5.4 集成电路设计方法5.5 集成电路设计举例第6章集成电路设计的CAD系统6.1 集成电路设计的CAD系统概述6.2 系统描述与模拟VHDL语言及模拟6.3 综合6.5 电路模拟6. 6时序分析和混合模拟6.7版图设计的CAD软件6. 8器件模拟6. 9工艺模拟6. 10计算机辅助测试(CAT)技术4自学版图设计、电路模拟、 器件模拟软件。课程目标1 课程目标3第7章几类重要的特种微电子器件7.1 薄膜晶体管7.2 光电子器件7.3 3 CCD器件2自学课堂上为讲到的相关早下课程目标1 课程目标2 课程目标3第8章微机电系统8. 1微机电系统的基本概念8.2几种重要的MEMS器件8. 3 MEMS加工工艺8. 4 MEMS技术发展趋势3自学课堂上为讲到的相关 章节课程目标1 课程目标2 课程目标3第9章微电子技术发展的规律和趋势9.1 微电子技术发展的一些基本规律9.2 微电子技术发展的一些趋势和展望1查阅资料，小组讨论，讲 述最新微电子发展前沿知 识课程目标2六、考核方式及成绩评定成绩登记方式考核内容考核方式评定标准(依据)占总成绩比例过程考核含到课率、课堂讨论发言、平时 作业等签到，课堂发言打分，平 时作业打分30%期末考核开卷考试或论文成绩教师批阅打分70%考核类别考查百分制