微電子專業(yè)與光電信息專業(yè)的交叉聯(lián)系

1、微電子專業(yè)與光電信息專業(yè)的交叉聯(lián)系碩1099 集成電路工程 江豪 3111190017微電子專業(yè)與光電信息專業(yè)由于其趣味性，實(shí)用性，挑戰(zhàn)性受到了很多高校大學(xué)生，研究人員的青睞。這兩個領(lǐng)域都是近些年來大放異彩的研究領(lǐng)域。首先來簡單介紹一下這兩個專業(yè)。一，微電子專業(yè)微電子技術(shù)是在電子電路和系統(tǒng)的超小型化和微型化過程中逐漸形成和發(fā)展起來的，微電子技術(shù)是在電子電路和系統(tǒng)的超小型化和微型化過程中逐漸形成和發(fā)展起來的。微電子第二次大戰(zhàn)中、后期，由于軍事需要對電子設(shè)備提出了不少具有根本意義的設(shè)想，并研究出一些有用的技術(shù)。1947年晶體管的發(fā)明，后來又結(jié)合印刷電路組裝使電子電路在小型化的方面前進(jìn)了一大步。到1

2、958年前后已研究成功以這種組件為基礎(chǔ)的混合組件。集成電路技術(shù)是通過一系列特定的加工工藝，將晶體管、二極管等有源器件和電阻、電容等無源器件，按照-定的電路互連，“集成”在一塊半導(dǎo)體單晶片上，執(zhí)行特定電路或系統(tǒng)功能。微電子學(xué)是研究在固體（主要是半導(dǎo)體）材料上構(gòu)成的微小型化電路、電路及微電子系統(tǒng)的電子學(xué)分支。作為電子學(xué)的分支學(xué)科，它主要研究電子或離子在固體材料中的運(yùn)動規(guī)律及其應(yīng)用，并利用它實(shí)現(xiàn)信號處理功能的科學(xué)，以實(shí)現(xiàn)電路的系統(tǒng)和集成為目的，實(shí)用性強(qiáng)。微電子學(xué)又是信息領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)學(xué)科，在這一領(lǐng)域上，微電子學(xué)是研究并實(shí)現(xiàn)信息獲取、傳輸、存儲、處理和輸出的科學(xué)，是研究信息獲取的科學(xué)，構(gòu)成了信息科學(xué)的

3、基石，其發(fā)展直接影響著整個信息技術(shù)的發(fā)展。微電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平和產(chǎn)業(yè)規(guī)模是一個國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要標(biāo)志。 微電子學(xué)是一門綜合性很強(qiáng)的邊緣學(xué)科，其中包括了半導(dǎo)體器件物理、集成電路工藝和集成電路及系統(tǒng)的設(shè)計、測試等多方面的內(nèi)容；設(shè)計了固體物理學(xué)、量子力學(xué)、熱力學(xué)與統(tǒng)計物理學(xué)、材料科學(xué)、電子線路、信號處理、計算機(jī)輔助設(shè)計、測試和加工、圖論、化學(xué)等多個領(lǐng)域。微電子學(xué)是一門發(fā)展極為迅速的學(xué)科，高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微電子學(xué)發(fā)展的方向。信息技術(shù)發(fā)展的方向是多媒體（智能化）、網(wǎng)絡(luò)化和個體化。要求系統(tǒng)獲取和存儲海量的多媒體信息、以極高速度精確可靠的處理和傳輸這些信息并及時地把有用信息顯示出來或

4、用于控制。所有這些都只能依賴于微電子技術(shù)的支撐才能成為現(xiàn)實(shí)。超高容量、超小型、超高速、超高頻、超低功耗是信息技術(shù)無止境追求的目標(biāo)，是微電子技術(shù)迅速發(fā)展的動力。微電子學(xué)滲透性強(qiáng)，其他學(xué)科結(jié)合產(chǎn)生出了一系列新的交叉學(xué)科。微機(jī)電系統(tǒng)、生物芯片就是這方面的代表，是近年來發(fā)展起來的具有廣闊應(yīng)用前景的新技術(shù)。二，光電信息專業(yè)光電信息技術(shù)是由光學(xué)、光電子、微電子等技術(shù)結(jié)合而成的多學(xué)科綜合技術(shù)，涉及光信息的輻射、傳輸、探測以及光電信息的轉(zhuǎn)換、存儲、處理與顯示等眾多的內(nèi)容。光電信息技術(shù)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)的各行各業(yè)。20世紀(jì)后期是現(xiàn)代光學(xué)和光電技術(shù)取得輝煌成就的時代。電子學(xué)與光學(xué)的結(jié)合，產(chǎn)生和建立了光電

5、信息學(xué)科，在高新技術(shù)領(lǐng)域里的發(fā)展勢頭迅猛，使人類進(jìn)入了信息時代。“20世紀(jì)是電子的世紀(jì)，21世紀(jì)是光子的世紀(jì)”；“光電信息是朝陽產(chǎn)業(yè)”；這鼓舞人心的論斷和預(yù)言恰當(dāng)?shù)卣f出了哈爾濱工業(yè)大學(xué)光電信息工程專業(yè)的辦學(xué)動力和前景。近年來，國內(nèi)外建立了多個大規(guī)模光谷、公司和產(chǎn)業(yè)。光電信息的強(qiáng)勁發(fā)展對相應(yīng)人才的需求猛增，在此大背景下，光電信息工程專業(yè)的新生質(zhì)量好，入學(xué)分?jǐn)?shù)高，專業(yè)興趣濃，學(xué)風(fēng)好，職業(yè)走向好，光電技術(shù)大有前途、大有可為，生逢其時，歡迎學(xué)子們加入這個領(lǐng)域，并做出自己的貢獻(xiàn)。按著學(xué)校服務(wù)航天、立足國防、軍民兩用、精英型人才的培養(yǎng)方針，以研究型人才為主，兼顧工程及應(yīng)用的培養(yǎng)模式，確定了專業(yè)培養(yǎng)方向和課

6、程體系。光電信息工程專業(yè)培養(yǎng)具備光學(xué)、電子學(xué)、信息和計算機(jī)技術(shù)等知識結(jié)構(gòu)、在信息及相關(guān)領(lǐng)域有跨學(xué)科綜合能力和集成創(chuàng)新能力的高級復(fù)合型技術(shù)人才。專業(yè)以光電信息的產(chǎn)生、傳感、采集、傳輸、探測、控制、存儲、成像、處理、顯示和應(yīng)用為研究對象，學(xué)生畢業(yè)后可選擇以高科技為特點(diǎn)的中外研究部門、中外信息產(chǎn)業(yè)公司、通信、制造、質(zhì)量控制、儀器儀表、國家安全、科學(xué)教育、科技管理、體育運(yùn)動、娛樂.等部門，從事研究、設(shè)計、開發(fā)和管理等方面的工作。還有相當(dāng)數(shù)量的畢業(yè)生將在航天、航空、國防部門工作，從事光電跟蹤瞄準(zhǔn)、光電制導(dǎo)、通信、檢測、光電對抗等工作，增強(qiáng)我軍的戰(zhàn)斗力。實(shí)踐證明，許多學(xué)生還是選擇了繼續(xù)深造，攻讀碩士、博士

7、學(xué)位，因為本校專業(yè)對口的支撐學(xué)科和研究生培養(yǎng)機(jī)制為此提供了極好的條件。三，微電子專業(yè)與光電信息專業(yè)的交叉聯(lián)系下面就以半導(dǎo)體的光學(xué)性質(zhì)和光電與發(fā)光現(xiàn)象說明微電子專業(yè)和光電信息專業(yè)的交叉聯(lián)系。舉一個實(shí)際的例子，比如我們要設(shè)計一個監(jiān)測與控制環(huán)境光強(qiáng)度的傳感器，在該傳感器上我們首先要設(shè)計一個感受環(huán)境光強(qiáng)度的窗口。通過上面的介紹，我們知道可以利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)來設(shè)計這個窗口。具體來說即使我們利用一塊適當(dāng)禁帶寬度的半導(dǎo)體來感受環(huán)境的光強(qiáng)度作為控制芯片的一個輸入信號，控制芯片通過我們預(yù)先設(shè)計好的功能來該信號做出我們想要的響應(yīng)來或控制或調(diào)解環(huán)境的光強(qiáng)度。半導(dǎo)體在這個傳感器扮演了一個非常重要的角色，即是充當(dāng)了將物理變量光轉(zhuǎn)換成電信號的媒介。再比如，我們可以在半導(dǎo)體中摻入不同的雜質(zhì)，利用不同雜質(zhì)引入的雜質(zhì)能級不同從而電子和空穴在這些不同的雜質(zhì)能級上躍遷時產(chǎn)生不同波長的光來控制半導(dǎo)體發(fā)射紅，藍(lán)，黃等各種不同顏色的光。通過上面這樣兩個簡單的例子我們可以看到微電子與光電信息的交叉領(lǐng)域是一個非