2022年微电子学概论_张兴_教学大纲 .pdf

《2022年微电子学概论_张兴_教学大纲 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年微电子学概论_张兴_教学大纲 .pdf（9页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、课程名称：微电子学概论课程编号：00831130 课程类型：本科生主干基础课所属学科：微电子学与固体电子学领域方向：微电子学学时和学分：54 学时(每周 3 学时)，3 学分主讲教员：张兴，黄如，刘晓彦先修要求：无同修要求：无版本号及修订时间：1 1999年新开课版本更新历史：无基本目的：1使学生知道什么是微电子学和微电子学是研究什么的；2使学生对微电子学的历史、现状、未来等有一个整体的了解；3使学生对半导体物理、器件物理、集成电路工艺、集成电路设计、MEMS技术等有比较明确的概念。学习收获：通过学习这门课，学生会有如下收获：1知道微电子学的用途、主要内容，明白学习微电子学应该掌握哪些基础知识

2、；2对微电子学的发展历史、现状和未来有一个比较清晰的认识；3初步掌握半导体物理、半导体器件物理、集成电路工艺、集成电路设计、集成电路 CAD 方法、MEMS 技术等的基本概念，对微电子学的整体有一个比较全面的认识。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 9 页 -内容提要：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

3、2、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2.2 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2.3 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2.4 双极晶体管熟练掌握：双极晶体管的结构掌握：双极晶体管的工作原理，特性曲线名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 9 页 -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

4、电压，频率特性2.5 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（电路图、俯视图、截面图），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

5、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4.3 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 氧化名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 9 页 -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4.6 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

6、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4.8 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4.9 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4.10 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5.1 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5.2 集成电路设计流程名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 9 页 -掌握：集成

7、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5.3 集成电路设计规则掌握：集成电路设计规则的作用了解：以为单位的设计规则，以微米为单位的设计规则5.4 集成电路设计方法掌握：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，VH

8、DL 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 电路模拟名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 9 页 -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

9、与验证方法，制版技术，版图数据交换的格式6.8 器件模拟掌握：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6.9 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7.1 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名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页

10、，共 9 页 -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8.1 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8.3 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8.4 MEMS技术发展趋势了解：MEMS 技术的发展趋势和发展前景9、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

11、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互连等进度安排参考意见：第一周：1 第二周：2.1 2.2 第三周：2.3 2.4 第四周：2.4 2.5 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 9 页 -第五周：3.1 第六周：3.3 第七周：4.1 4.2 第八周：4.3 4.6 第九周：4.7 4.10 第十周：5.1 5.3 第十一周：5.4 第十二周：5.5 第十三周：6.1 6.3 第十四周：6.4 6.6 第十五周：6.7 6.10 第十六周：7 第十七周：8 第十八周：9 教学方式：课堂讲授为主，每周 3 学时，必要时可以组织学生到微电子工艺制造线上进行参观。教材和参考书：张兴/黄如/刘晓彦，微电子学概论，北京大学出版社，2000年 1 月。学生成绩评定方法：期末考试占 70%，作业占 30%，期末考试为笔试。助教需求：需要 1 人批改作业。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 9 页 -名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 9 页 -