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文檔簡介

《薄膜物理與技術(shù)》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱薄膜物理與技術(shù)課程編號330020059課程性質(zhì)必修課課程類別專業(yè)基礎(chǔ)課開課單位無機材料教研室授課學(xué)期第六學(xué)期學(xué)分/學(xué)時3/48課內(nèi)學(xué)時48理論授課48上機學(xué)時0課內(nèi)實踐0實驗學(xué)時0課外學(xué)時57.6適用專業(yè)新能源材料與器件是否雙語否先修課程高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、材料科學(xué)基礎(chǔ)后續(xù)課程無二、課程簡介《薄膜物理與技術(shù)》是新能源材料與器件專業(yè)的一門必修學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課。通過學(xué)習(xí)本課程可以使學(xué)生了解和掌握真空蒸鍍、濺射沉積、化學(xué)氣相沉積、分子束外延、液相外延等基本的薄膜的物理和化學(xué)制備技術(shù),了解薄膜材料的基本特點和物性檢測主要方法,拓寬學(xué)生的知識領(lǐng)域,培養(yǎng)出知識結(jié)構(gòu)更為合理的優(yōu)秀人才。三、課程目標及對畢業(yè)要求指標點的支撐(一)課程目標通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生達到以下目標:課程目標1.掌握半導(dǎo)體薄膜常用的制膜方法,生產(chǎn)過程中的基本理論知識和規(guī)律,利用薄膜生長過程基本理論。課程目標2.能夠分析、評價和解決半導(dǎo)體薄膜生產(chǎn)實際過程和問題。能夠查閱和利用手冊、文獻、國家標準等資料,為半導(dǎo)體薄膜生產(chǎn)過程中的實際問題尋求和設(shè)計可靠合理的解決方法和實施方案,指導(dǎo)實際生產(chǎn)操作。課程目標3.通過課程教學(xué),提高學(xué)生分析問題和解決問題能力,培養(yǎng)學(xué)生探索精神、團隊合作精神和創(chuàng)新意識,努力實現(xiàn)學(xué)生知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。(二)課程目標對畢業(yè)要求指標點的支撐課程目標支撐畢業(yè)要求指標點畢業(yè)要求課程目標1指標點:1-4掌握用于解決復(fù)雜工程問題的新能源材料與器件專業(yè)基礎(chǔ)知識,并能用于新能源材料的制備、表征、器件組裝、性能檢測等,解決新能源材料與器件領(lǐng)域復(fù)雜工程問題。1-工程知識課程目標2指標點:2-3具有應(yīng)用新能源材料與器件的基本原理,并通過文獻研究對新能源材料與器件工程領(lǐng)域內(nèi)復(fù)雜工程問題進行識別、分析、表達,以獲得有效結(jié)論的能力。2-問題分析課程目標3指標點:2-3具有應(yīng)用新能源材料與器件的基本原理,并通過文獻研究對新能源材料與器件工程領(lǐng)域內(nèi)復(fù)雜工程問題進行識別、分析、表達,以獲得有效結(jié)論的能力。指標點3-1:針對新能源材料與器件產(chǎn)品或項目等復(fù)雜工程問題,具有設(shè)計滿足特定需求的新能源材料與器件生產(chǎn)過程系統(tǒng)、操作單元或工藝流程的能力,并能夠在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識。2-問題分析3-設(shè)計/開發(fā)解決方案四、課程基本教學(xué)內(nèi)容及對課程目標的支撐(一)課程基本教學(xué)內(nèi)容第一單元緒論和真空技術(shù)(學(xué)時數(shù):2學(xué)時)1.課程主要內(nèi)容(1)薄膜材料的特性、分類、特點和應(yīng)用;(2)真空對制備薄膜的重要性以及如何獲得和測量真空。2.重點和難點真空的獲得、測量及其對薄膜制備的重要意義。3.教學(xué)方法通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合,闡明本課程的主要研究內(nèi)容。講述薄膜材料的特性、分類、特點;通過實際案例講述薄膜材料在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用;講述真空對制備薄膜的重要性以及如何獲得和測量真空。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果(1)了解薄膜材料的特性、分類、特點和應(yīng)用價值;(2)了解如何獲得和測量真空,以及真空對薄膜制備的意義。5.支撐課程目標課程目標1.掌握半導(dǎo)體薄膜常用的制膜方法,生產(chǎn)過程中的基本理論知識和規(guī)律,利用薄膜生長過程基本理論。課程目標2.能夠分析、評價和解決半導(dǎo)體薄膜生產(chǎn)實際過程和問題。能夠查閱和利用手冊、文獻、國家標準等資料,為半導(dǎo)體薄膜生產(chǎn)過程中的實際問題尋求和設(shè)計可靠合理的解決方法和實施方案,指導(dǎo)實際生產(chǎn)操作。第二單元物理氣相沉積(PVD)(學(xué)時數(shù):16學(xué)時)1.課程主要內(nèi)容(1)真空蒸鍍技術(shù)。真空蒸鍍技術(shù)中蒸發(fā)和形核過程以及薄膜形成過程。(2)脈沖激光沉積(PLD)技術(shù)。PLD方法的基本原理和實驗裝置以及用PLD方法制備的薄膜材料;PLD過程中最主要的問題及解決方案。(3)濺射沉積技術(shù)。濺射沉積方法的機理和濺射法的特點,了解濺射過程和濺射沉積的基本裝置以及濺射技術(shù)的應(yīng)用。2.重點和難點重點:真空蒸鍍技術(shù)和濺射沉積技術(shù)。難點:濺射沉積技術(shù)的機理;濺射沉積技術(shù)過程和裝置。3.教學(xué)方法(1)通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合,講述三種典型物理氣相沉積方法(真空蒸鍍、脈沖激光沉積和濺射技術(shù))的原理、過程和裝置。結(jié)合實例,講述各薄膜沉積方法的應(yīng)用。(2)通過分小組調(diào)研討論,課堂匯報的方式,讓學(xué)生查找其他物理氣相沉積方法及應(yīng)用案例。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果(1)了解三種典型物理氣相沉積方法(真空蒸鍍、脈沖激光沉積和濺射技術(shù))的原理、過程和裝置;(2)通過對實際應(yīng)用案例的學(xué)習(xí),從中獲取分析問題和解決問題能力。(3)通過小組討論和結(jié)果陳述過程,增強團隊合作精神,培養(yǎng)探索精神、創(chuàng)新意識和表達能力。5.支撐課程目標課程目標1.掌握半導(dǎo)體薄膜常用的制膜方法,生產(chǎn)過程中的基本理論知識和規(guī)律,利用薄膜生長過程基本理論。課程目標2.能夠分析、評價和解決半導(dǎo)體薄膜生產(chǎn)實際過程和問題。能夠查閱和利用手冊、文獻、國家標準等資料,為半導(dǎo)體薄膜生產(chǎn)過程中的實際問題尋求和設(shè)計可靠合理的解決方法和實施方案,指導(dǎo)實際生產(chǎn)操作。課程目標3.通過課程教學(xué),提高學(xué)生分析問題和解決問題能力,培養(yǎng)學(xué)生探索精神、團隊合作精神和創(chuàng)新意識,努力實現(xiàn)學(xué)生知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。第三單元化學(xué)氣相沉積(CVD)(學(xué)時數(shù):8學(xué)時)1.課程主要內(nèi)容(1)化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)的基本原理、分類和實驗裝置;(2)CVD熱力學(xué)和動力學(xué)。(3)硅外延薄膜的CVD制備原理、過程和設(shè)備。(4)CVD摻雜技術(shù)。2.重點和難點重點:化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)的基本原理、分類和實驗裝置;CVD熱力學(xué)和動力學(xué);硅外延薄膜的CVD制備原理、過程和設(shè)備。難點:CVD熱力學(xué)和動力學(xué)。3.教學(xué)方法(1)通過多媒體課件與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合,講述化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)的基本原理、分類和實驗裝置;CVD熱力學(xué)和動力學(xué);硅外延薄膜的CVD制備原理、過程和設(shè)備。(2)通過小組討論和匯報的形式,結(jié)合實際案例,了解CVD技術(shù)的應(yīng)用以及其他特殊的CVD技術(shù)。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果(1)了解化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)的基本原理和過程,尤其是硅外延薄膜的CVD制備。(2)了解CVD的動力學(xué)和熱力學(xué)過程。(3)通過小組調(diào)研、討論和匯報,了解其他特殊的CVD技術(shù)和CVD技術(shù)的應(yīng)用,增強團隊合作精神,培養(yǎng)探索精神、創(chuàng)新意識和表達能力。5.支撐課程目標課程目標1.掌握半導(dǎo)體薄膜常用的制膜方法,生產(chǎn)過程中的基本理論知識和規(guī)律,利用薄膜生長過程基本理論。課程目標2.能夠分析、評價和解決半導(dǎo)體薄膜生產(chǎn)實際過程和問題。能夠查閱和利用手冊、文獻、國家標準等資料,為半導(dǎo)體薄膜生產(chǎn)過程中的實際問題尋求和設(shè)計可靠合理的解決方法和實施方案,指導(dǎo)實際生產(chǎn)操作。課程目標3.通過課程教學(xué),提高學(xué)生分析問題和解決問題能力,培養(yǎng)學(xué)生探索精神、團隊合作精神和創(chuàng)新意識,努力實現(xiàn)學(xué)生知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。第四單元其他薄膜制備技術(shù)(學(xué)時數(shù):18學(xué)時)1.課程主要內(nèi)容(1)液相外延技術(shù)的原理、過程和裝置;(2)分子束外延技術(shù)的原理、過程和裝置;(3)溶膠凝膠技術(shù)的原理、過程和裝置;(4)薄膜性能的表征方法。2.重點和難點重點:液相外延技術(shù)的原理、過程和裝置;分子束外延技術(shù)的原理、過程和裝置;溶膠凝膠技術(shù)的原理、過程和裝置。難點:溶膠凝膠技術(shù)的原理和過程。3.教學(xué)方法(1)通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合,講述液相外延技術(shù)、分子束外延技術(shù)和溶膠凝膠技術(shù)的原理、過程和裝置。(2)通過課堂討論,學(xué)習(xí)各方法的實際應(yīng)用,尤其是與新能源相關(guān)的應(yīng)用;學(xué)習(xí)常用的薄膜性能表征方法。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果(1)了解三種制膜技術(shù)的原理、過程和裝置。(2)結(jié)合實際應(yīng)用案例,了解薄膜制備在新能源領(lǐng)域的重要應(yīng)用價值。(3)能夠根據(jù)需求,選擇合適的薄膜表征方法。5.支撐課程目標課程目標1.掌握半導(dǎo)體薄膜常用的制膜方法,生產(chǎn)過程中的基本理論知識和規(guī)律,利用薄膜生長過程基本理論。課程目標2.能夠分析、評價和解決半導(dǎo)體薄膜生產(chǎn)實際過程和問題。能夠查閱和利用手冊、文獻、國家標準等資料,為半導(dǎo)體薄膜生產(chǎn)過程中的實際問題尋求和設(shè)計可靠合理的解決方法和實施方案,指導(dǎo)實際生產(chǎn)操作。課程目標3.通過課程教學(xué),提高學(xué)生分析問題和解決問題能力,培養(yǎng)學(xué)生探索精神、團隊合作精神和創(chuàng)新意識,努力實現(xiàn)學(xué)生知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。第五單元半導(dǎo)體超晶格(學(xué)時數(shù):4學(xué)時)1.課程主要內(nèi)容(1)超晶格的概念;(2)超晶格的分類和制備方法;(3)超晶格的特殊性能和應(yīng)用。2.重點和難點重點:超晶格的概念;超晶格的分類和制備方法。難點:超晶格的分類和制備方法。3.教學(xué)方法(1)通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合,講述超晶格的概念;超晶格的分類和制備方法以及超晶格表現(xiàn)出的特殊性能。(2)結(jié)合實例,鼓勵學(xué)生課后查找資料,了解超晶格在新能源、半導(dǎo)體等領(lǐng)域的應(yīng)用。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果(1)超晶格的概念、超晶格的分類和制備方法以及超晶格表現(xiàn)出的特殊性能。(2)通過查閱相關(guān)資料,了解超晶格的實際應(yīng)用,培養(yǎng)探索精神,提高解決問題的能力。5.支撐課程目標課程目標1.掌握半導(dǎo)體薄膜常用的制膜方法,生產(chǎn)過程中的基本理論知識和規(guī)律,利用薄膜生長過程基本理論。課程目標2.能夠分析、評價和解決半導(dǎo)體薄膜生產(chǎn)實際過程和問題。能夠查閱和利用手冊、文獻、國家標準等資料,為半導(dǎo)體薄膜生產(chǎn)過程中的實際問題尋求和設(shè)計可靠合理的解決方法和實施方案,指導(dǎo)實際生產(chǎn)操作。課程目標3.通過課程教學(xué),提高學(xué)生分析問題和解決問題能力,培養(yǎng)學(xué)生探索精神、團隊合作精神和創(chuàng)新意識,努力實現(xiàn)學(xué)生知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。(二)課程基本教學(xué)內(nèi)容對課程目標的支撐課程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法支撐的課程目標學(xué)時安排課內(nèi)課外學(xué)時比例第一單元:緒論和真空技術(shù)講授法課程目標1、221:1.2第二單元:物理氣相沉積(PVD)講授法、案例教學(xué)、課堂匯報課程目標1、2、3161:1.2第三單元:化學(xué)氣相沉積(CVD)講授法、案例教學(xué)、課堂匯報課程目標1、2、381:1.2第四單元:其他薄膜制備技術(shù)講授法、課堂討論課程目標1、2、3181:1.2第五單元:半導(dǎo)體超晶格講授法課程目標1、2、341:1.2合計48五、課程考核及對課程目標的支撐(一)課程考核課程成績構(gòu)成(百分制)課程成績構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)目標分值考核/評價細則平時成績40%作業(yè)(百分制)60本門課程5-6次作業(yè),考核內(nèi)容:真空技術(shù);各種薄膜制備技術(shù)的原理、過程、裝置和應(yīng)用;超晶格的概念、分類和制備方法。目標分值=0.6*作業(yè)平均成績課堂表現(xiàn)(百分制)40考核內(nèi)容:(1)出勤情況,無故缺勤一次扣10%;(2)課堂上是否與教師互動,是否主動回答問題以及問題回答的正確性;(3)小組合作學(xué)習(xí)、課堂匯報的表現(xiàn)情況。分別占比20%,20%和60%期末考試60%知識40考核內(nèi)容:真空技術(shù);各種薄膜制備技術(shù)的原理、過程、裝置和應(yīng)用;超晶格的概念、分類和制備方法等考試題型:名詞解釋,選擇題,填空題、簡答題,分析題等。評價細則:名詞解釋占15%、選擇題占10%、填空題占25%,簡答題占40%,分析題占10%。能力30綜合應(yīng)用20創(chuàng)新10(二)課程考核對課程目標的支撐教學(xué)內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標第一單元:緒論和真空技術(shù)1-1薄膜材料的特性、分類、特點和應(yīng)用;1-2真空對制備薄膜的重要性以及如何獲得和測量真空。作業(yè)、期末考試課程目標1第二單元:物理氣相沉積(PVD)2-1真空蒸鍍技術(shù)原理以及薄膜形成過程。2-2PLD方法的基本原理和實驗裝置以及用PLD方法制備的薄膜材料;PLD過程中最主要的問題及解決方案。2-3濺射沉積方法的機理和濺射法的特點,濺射過程和濺射沉積裝置以及濺射技術(shù)的應(yīng)用。作業(yè),課堂匯報,期末考試課程目標1、2、3第三單元:化學(xué)氣相沉積(CVD)3-1化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)的基本原理、分類和實驗裝置;3-2CVD熱力學(xué)和動力學(xué)。3-3硅外延薄膜的CVD制備原理、過程和設(shè)備。3-4CVD摻雜技術(shù)。作業(yè),課堂匯報,期末考試課程目標1、2、3第四單元:其他薄膜制備技術(shù)4-1液相外延技術(shù)的原理、過程和裝置;4-2分子束外延技術(shù)的原理、過程和裝置;4-3溶膠凝膠技術(shù)的原理、過程和裝置;4-4薄膜性能的表征方法。作業(yè),期末考試課程目標1、2、3第五單元:半導(dǎo)體超晶格5-1超晶格的概念;5-2超晶格的分類和制備方法;5-3超晶格的特殊性能和應(yīng)用。作業(yè),期末考試課程目標1、2、3六、使用教材、相關(guān)推薦書目及課程資源(一)使用教材葉志鎮(zhèn),呂建國,呂斌.《半導(dǎo)體薄膜技術(shù)與物理(第三版)》.浙江大學(xué)出版社,2021年版(二)相關(guān)推薦書目1.

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