《微電子導(dǎo)論》課程教學(xué)大綱

《微電子導(dǎo)論》教學(xué)大綱課程英文名《IntroductiontoMicroelectronics》課程代碼C0807Z11學(xué)分2總學(xué)時(shí)32理論學(xué)時(shí)32實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)0課程類別專業(yè)課課程性質(zhì)必修先修課程適用專業(yè)電信工程、通訊工程、電子信息科科學(xué)開(kāi)課學(xué)院信息與通信工程學(xué)院一、課程地位與課程目標(biāo)（一）課程地位《微電子學(xué)》是一級(jí)學(xué)科電子信息科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域下轄的所有專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是電子信息與通信工程各專業(yè)課程的基石。微電子學(xué)的發(fā)展關(guān)乎著國(guó)家的命脈，電子信息與通信工程中的每一項(xiàng)突破都離不開(kāi)微電子器件和集成電路工藝瓶頸的突破，因此微電子學(xué)具有舉足輕重的作用。（二）課程目標(biāo)1.能夠在設(shè)計(jì)與應(yīng)用信息與通信網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜工程問(wèn)題時(shí)，清楚模塊中的各個(gè)分立器件的功能和工作原理，更好地進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化;2.能夠基于微電子器件的原理和制作工藝，采用科學(xué)方法對(duì)復(fù)雜電子信息與通信工程問(wèn)題進(jìn)行研究；3.能夠針對(duì)電子信息領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題，開(kāi)發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)奈⑵骷δ苣K。二、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法1、本課程主要強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生掌握組成信息功能模塊的分離電子器件如:二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、存儲(chǔ)器、傳感器、CCD器件等的工作原理、制作工藝和封裝形式，培養(yǎng)學(xué)生識(shí)別，選擇和應(yīng)用信息功能模塊的能力，主要以課堂講授，實(shí)物，影像演示為主。2、對(duì)于器件和集成電路的工藝流程的講解主要以教師講解和影像資料播放為主，以參觀半導(dǎo)體與集成電路生產(chǎn)線為輔。課堂演示注重演示內(nèi)容的基礎(chǔ)性、實(shí)用性和新穎性，引導(dǎo)學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)行深入的自主學(xué)習(xí)。3、引導(dǎo)并培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用現(xiàn)代通信手段關(guān)注微電子領(lǐng)域的發(fā)展前沿信息，拓展視野。三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求1-3畢業(yè)要求1-4畢業(yè)要求2-1畢業(yè)要求2-4畢業(yè)要求3-2畢業(yè)要求3-3畢業(yè)要求3-4畢業(yè)要求4-2畢業(yè)要求4-3畢業(yè)要求4-4畢業(yè)要求5-1課程目標(biāo)1HHHLMHLHHMH課程目標(biāo)2LLMHMMHMHHM課程目標(biāo)3HMMMLHHHHMH注：1.支撐強(qiáng)度分別填寫(xiě)H、M或L（其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低）。四、課程主要內(nèi)容與基本要求1、微電子學(xué)常識(shí)1.1晶體管的發(fā)明了解：晶體管發(fā)明的過(guò)程，晶體管發(fā)明對(duì)人類社會(huì)的作用1.2

集成電路的發(fā)展歷史掌握：集成電路的概念，集成電路發(fā)展的幾個(gè)主要里程碑1.3

集成電路的分類掌握：集成電路的分類方法，MOS集成電路的概念，雙極集成電路的概念，1.4

微電子學(xué)的特點(diǎn)了解：微電子學(xué)的概念，微電子學(xué)的特點(diǎn)2、半導(dǎo)體物理和半導(dǎo)體器件物理基礎(chǔ)2.1半導(dǎo)體及其基本特性熟練掌握：半導(dǎo)體的概念，雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體特性的影響掌握：電導(dǎo)率，電阻率，遷移率，散射2.2半導(dǎo)體中的載流子掌握：能帶，能級(jí)，導(dǎo)帶，價(jià)帶，電子，空穴，多子，少子了解：熱平衡，過(guò)剩載流子2.3PN結(jié)熟練掌握：PN結(jié)的結(jié)構(gòu)掌握：PN結(jié)的基本工作原理，正向特性，反向特性了解：PN結(jié)中的能帶圖，PN結(jié)的擊穿，PN結(jié)的電容2.4雙極晶體管熟練掌握：雙極晶體管的結(jié)構(gòu)掌握：雙極晶體管的工作原理，特性曲線了解：雙極晶體管的電流傳輸機(jī)制，晶體管的放大原理，放大系數(shù)，反向電流和擊穿電壓，頻率特性2.5MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管熟練掌握：MOS晶體管的結(jié)構(gòu)，MOS晶體管的基本工作原理，閾值電壓掌握：MOS晶體管的種類，特性曲線了解：MOS晶體管的電容

3、大規(guī)模集成電路基礎(chǔ)3.1雙極集成電路掌握：雙極集成電路的特點(diǎn)，雙極集成電路的基本結(jié)構(gòu)（截面圖、俯視圖）了解：雙極集成電路的主要形式及其優(yōu)缺點(diǎn)3.2MOS集成電路掌握：MOS集成電路，CMOS集成電路，CMOS集成電路的特點(diǎn)，MOS集成電路的結(jié)構(gòu)，MOS晶體管的開(kāi)關(guān)特性了解：MOS傳輸門(mén)，存儲(chǔ)器，CMOS電路的自鎖效應(yīng)4、集成電路制造工藝4.1雙極集成電路工藝流程掌握：雙極集成電路結(jié)構(gòu)、工藝流程4.2MOS集成電路工藝流程掌握：MOS集成電路結(jié)構(gòu)、工藝流程4.3光刻與刻蝕技術(shù)掌握：光刻工藝的基本原理，濕法腐蝕，干法刻蝕了解：幾種常見(jiàn)的光刻技術(shù)，超細(xì)線條光刻技術(shù)，干法刻蝕的特點(diǎn)4.4氧化掌握：氧化硅的性質(zhì)及作用，熱氧化了解：熱氧化的機(jī)理，常見(jiàn)的熱氧化方法4.5擴(kuò)散與離子注入掌握：擴(kuò)散與離子注入概念、特點(diǎn)和作用了解：擴(kuò)散工藝，離子注入的基本原理，退火的作用4.6化學(xué)氣相淀積掌握：化學(xué)氣相淀積的作用，采用這種方法可以淀積哪些材料了解：化學(xué)氣相淀積Si、多晶硅、氧化硅、氮化硅的方法4.7接觸和互連掌握：接觸和互連在集成電路中的作用，物理氣相淀積的方法了解：SALICIDE結(jié)構(gòu)，多層布線技術(shù)4.8隔離技術(shù)掌握：隔離的作用，常用的隔離方法了解：LOCOS隔離、槽隔離、二極管隔離等的工藝流程4.9封裝技術(shù)了解：集成電路封裝的基本工藝流程，幾種常用的封裝方法4.10集成電路工藝掌握：前工序、后工序、輔助工序的概念，前工序中的三大類工藝技術(shù)，超凈實(shí)驗(yàn)室5、集成電路設(shè)計(jì)5.1集成電路設(shè)計(jì)的特點(diǎn)與信息描述掌握：集成電路設(shè)計(jì)信息描述的幾種主要方法，版圖結(jié)構(gòu)了解：集成電路設(shè)計(jì)的特點(diǎn)5.2集成電路設(shè)計(jì)流程掌握：集成電路設(shè)計(jì)的三個(gè)主要階段了解：集成電路分層分級(jí)設(shè)計(jì)的流程5.3集成電路設(shè)計(jì)規(guī)則掌握：集成電路設(shè)計(jì)規(guī)則的作用了解：以l為單位的設(shè)計(jì)規(guī)則，以微米為單位的設(shè)計(jì)規(guī)則5.4集成電路設(shè)計(jì)方法掌握：全定制、門(mén)陣列、標(biāo)準(zhǔn)單元、積木塊、可編程邏輯等設(shè)計(jì)方法的概念，各種設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)了解：兼容設(shè)計(jì)技術(shù)、可測(cè)性設(shè)計(jì)技術(shù)5.5集成電路設(shè)計(jì)舉例掌握：簡(jiǎn)單集成電路設(shè)計(jì)的基本方法6、集成電路設(shè)計(jì)的CAD系統(tǒng)6.1集成電路設(shè)計(jì)的CAD系統(tǒng)概述了解：集成電路設(shè)計(jì)的CAD技術(shù)6.2系統(tǒng)描述與模擬──VHDL語(yǔ)言及模擬掌握：VHDL語(yǔ)言的基本概念及主要作用了解：VHDL語(yǔ)言建模機(jī)制的特點(diǎn)，VHDL的模擬算法，VHDL語(yǔ)言模擬環(huán)境的特點(diǎn)6.3綜合掌握：綜合的作用和基本過(guò)程6.4邏輯模擬掌握：邏輯模擬的基本概念和主要作用了解：邏輯模擬模型的建立，邏輯描述方法，邏輯模擬算法，開(kāi)關(guān)級(jí)邏輯模擬6.5電路模擬掌握：電路模擬的基本概念，電路模擬的基本功能了解：電路模擬軟件的基本結(jié)構(gòu)，電路描述方法6.6時(shí)序分析和混合模擬掌握：時(shí)序分析和混合模擬的主要作用了解：時(shí)序分析的基本原理，混合模擬6.7版圖設(shè)計(jì)的CAD軟件掌握：版圖設(shè)計(jì)的基本概念，版圖設(shè)計(jì)的主要方法了解：版圖的自動(dòng)設(shè)計(jì)方法，版圖的半自動(dòng)設(shè)計(jì)方法，版圖的人工設(shè)計(jì)方法，版圖檢查與驗(yàn)證方法，制版技術(shù)，版圖數(shù)據(jù)交換的格式6.8器件模擬掌握：器件模擬的基本概念了解：器件模擬的基本原理，器件模擬的基本功能及所用模型，器件模擬的輸入文件舉例6.9工藝模擬掌握：工藝模擬的基本概念，工藝模擬的基本內(nèi)容了解：工藝模擬的輸入文件6.10計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試(CAT)技術(shù)了解：故障模型，計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試技術(shù)7、幾類重要的特種微電子器件7.1薄膜晶體管掌握：薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)和主要用途，薄膜晶體管的特點(diǎn)7.2光電子器件掌握：躍遷輻射和光吸收的基本原理，光電子器件的種類及其作用了解：發(fā)光器件、光電探測(cè)器、太陽(yáng)能電池的基本工作原理和結(jié)構(gòu)7.3CCD器件了解：CCD器件的主要用途、器件結(jié)構(gòu)和基本工作原理8、微機(jī)電系統(tǒng)8.1微機(jī)電系統(tǒng)的基本概念掌握：微機(jī)電系統(tǒng)的概念，發(fā)展趨勢(shì)，分類，用途等8.2幾種重要的MEMS器件了解：微加速度計(jì)，微陀螺，微馬達(dá)等微機(jī)電系統(tǒng)8.3MEMS加工工藝了解：硅微機(jī)械加工工藝，包括體硅工藝、表面犧牲層工藝等，LIGA加工工藝8.4MEMS技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)了解：MEMS技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和發(fā)展前景9、微電子技術(shù)發(fā)展的規(guī)律和趨勢(shì)9.1微電子技術(shù)發(fā)展的一些基本規(guī)律掌握：摩爾定律，三種等比例縮小定律9.2微電子技術(shù)發(fā)展的一些趨勢(shì)和展望了解：微電子技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)，物理極限、系統(tǒng)芯片的概念，近幾年將有重大發(fā)展的一些關(guān)鍵技術(shù)，如SOI技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)、高K介質(zhì)材料、Cu互連等五、課程學(xué)時(shí)安排章節(jié)號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)學(xué)生任務(wù)對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)第1章緒論微電子學(xué)常識(shí)晶體管的發(fā)明集成電路的發(fā)展歷史集成電路的分類微電子學(xué)的特點(diǎn)21.學(xué)生課下利用網(wǎng)絡(luò)搜索與本章相關(guān)內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn)；2.能認(rèn)識(shí)晶體管和集成塊長(zhǎng)啥樣課程目標(biāo)3第2章半導(dǎo)體物理和半導(dǎo)體器件物理基礎(chǔ)2.1半導(dǎo)體及其基本特性2.2半導(dǎo)體中的載流子2.3PN結(jié)2.4雙極晶體管2.5MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管5能夠自學(xué)n-溝道MOS管，p-溝道MOS管和互補(bǔ)溝道CMOS管的相關(guān)內(nèi)容課程目標(biāo)1課程目標(biāo)3第3章大規(guī)模集成電路基礎(chǔ)3.1雙極集成電路3.2MOS集成電路4上網(wǎng)查閱資料了解最新集成電路工藝發(fā)展進(jìn)程課程目標(biāo)1課程目標(biāo)3第4章集成電路制造工藝4.1雙極集成電路工藝流程4.2MOS集成電路工藝流程4.3光刻與刻蝕技術(shù)4.4氧化4.5擴(kuò)散與離子注入4.6化學(xué)氣相淀積4.7接觸和互連4.8隔離技術(shù)4.9封裝技術(shù)4.10集成電路工藝7自學(xué)課內(nèi)為講到的章節(jié)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3第5章集成電路設(shè)計(jì)5.1集成電路設(shè)計(jì)的特點(diǎn)與信息描述5.2集成電路設(shè)計(jì)流程5.3集成電路設(shè)計(jì)規(guī)則5.4集成電路設(shè)計(jì)方法5.5集成電路設(shè)計(jì)舉例4查閱本章相關(guān)內(nèi)容的資料課程目標(biāo)1課程目標(biāo)3第6章集成電路設(shè)計(jì)的CAD系統(tǒng)6.1集成電路設(shè)計(jì)的CAD系統(tǒng)概述6.2系統(tǒng)描述與模擬──VHDL語(yǔ)言及模擬6.3綜合6.5電路模擬6.6時(shí)序分析和混合模擬6.7版圖設(shè)計(jì)的CAD軟件6.8器件模擬6.9工藝模擬6.10計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試(CAT)技術(shù)4自學(xué)版圖設(shè)計(jì)、電路模擬、器件模擬軟件。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)3第7章幾類重要的特種微電子器件7.1薄膜晶體管7.2光電子器件7.3CCD器件2自學(xué)課堂上為講到的相關(guān)章節(jié)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3第8章微機(jī)電系統(tǒng)8.1微機(jī)電系統(tǒng)的基本概念8.2幾種重要的MEMS器件8.3MEMS加工工藝8.4MEMS技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)3自學(xué)課