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重点与难点第1章半导体器件基本方程一般来说要从原始形式的半导体器件基本方程出发来求解析解是极其困难的，通常需要先对方程在一定的具体条件下采用某些假设来加以简化，然后再来求其近似解。
随着半导体器件的尺寸不断缩小，建立新解析模型的工作也越来越困难，一些假设受到了更大的限制并变得更为复杂。
简化的原则是既要使计算变得容易，又要能保证达到足够的精确度。
如果把计算的容易度与精确度的乘积作为优值的话，那么从某种意义上来说，对半导体器件的分析问题，就是不断地寻找具有更高优值的简化方法。
要向学生反复解释，任何方法都是近似的，关键是看其精确程度和难易程度。
此外，有些近似方法在某些条件下能够采用，但在另外的条件下就不能采用，这会在后面的内容中具体体现出来。
第2章PN结第2.1节PN结的平衡状态本节的重点是PN结空间电荷区的形成、内建电势的推导与计算、耗尽区宽度的推导与计算。
本节的难点是对耗尽近似的理解。
要向学生强调多子浓度与少子浓度相差极其巨大，从而有助于理解耗尽近似的概念，即所谓耗尽，是指“耗尽区”中的载流子浓度与平衡多子浓度或掺杂浓度相比可以忽略。
第2.2节PN结的直流电流电压方程本节的重点是对PN结扩散电流的推导。
讲课时应该先作定性介绍，让学生先在大脑中建立起物理图象，然后再作定量的数学推导。
当PN结上无外加电压时，多子的扩散趋势正好被高度为qV b.的势垒所阻挡，电流为零。
外加正向电压时，降低了的势垒无法阻止载流子的扩散，于是构成了流过PN结的正向电流。
正向电流的电荷来源是P区空穴和N区电子，它们都是多子，所以正向电流很大。
外加反向电压时，由于势垒增高，多子的扩散变得更困难。
应当注意，“势垒增高”是对多子而言的，对各区的少子来说，情况恰好相反，它们遇到了更深的势阱，因此反而更容易被拉到对方区域去，从而构成流过PN结的反向电流。
反向电流的电荷来源是少子，所以反向电流很小。
本节的难点是对有外加电压时势垒区两旁载流子的运动方式的理解、以及电子（空穴）电流向空穴（电子）电流的转化。
微纳光电子学一、课程说明课程编号：140510Z10课程名称：微纳光电子学/ Micro- and Nano- Optoelectronics课程类别：专业核心课程学时/学分：48/3先修课程：固体物理、信息光学、光电子技术适用专业：光电信息科学与工程教材、教学参考书：1．原荣，邱琪编著.光子学与光电子学.北京: 机械工业出版社.2014年;2. 傅竹西编著.固体光电子学.合肥: 中国科学技术大学出版社(第2版).2012年;3. 周治平著.硅基光电子学.北京: 北京大学出版社.2012年;4. 刘旭等编著.光电子学.杭州: 浙江大学出版社.2014年。
二、课程设置的目的意义光子学、光电子学、和光电子技术是目前信息时代不可或缺的关键技术，产生了大量的光与电相结合的新型器件如手机、电脑、激光雷达、导航设备、光电探测器、太阳能电池等等，不一而足，为人们的生活和工作提供了极大的便利。
光子与电子的结合与相互调制是今后信息技术发展的一个重要方向，特别是由于半导体技术和微纳制作技术的兴起，光电子器件朝功能更强、尺寸更小的方向发展。
本课程重点讲述特征尺寸在微米或纳米级别的光与电相结合的新型光电子器件及其原理，结构、和应用等，使光电信息科学与工程等专业的学生能够了解和掌握有关微纳光电子学方面的最新进展和知识，为更好地适应以后相关的学习深造和研发工作打下坚实的专业基础。
三、课程的基本要求知识：本课程从光学原理如光的传播、干涉、衍射、偏振、双折射、光电效应、电光效应、非线性效应等出发，重点讲述所涉及到的当前微纳光电子学领域基本的、主要的、常用的器件，如波导、半导体激光器、滤波器、调制器、探测器、CCD、探测器等的原理、结构、及应用等。
能力：要求学生学习这些器件的基本结构、工作原理、主要特性及应用等知识时，不仅需了解微纳光电子器件的基本知识，还要能够举一反三、触类旁通、和具备进一步深入学习、研究及设计微纳光电子器件的能力，并能将器件知识与实际应用相结合。
电子学中的微电子器件和纳电子学在当今电子技术飞速发展的时代，微电子器件和纳电子学是电子学领域中备受瞩目的研究方向。
它们不仅具有广泛的应用前景，而且可以为我们提供更灵活、更高效、更小巧的电子设备和系统。
本文将从微电子器件和纳电子学两个方面来介绍它们的基本概念、研究进展及应用前景。
微电子器件是指尺寸在微米级别的电子器件。
它主要应用于集成电路、传感器、激光器、光纤通信等领域，具有体积小、速度快、功耗低等优点。
其中最具代表性的就是集成电路。
作为计算机、手机等电子产品核心的集成电路，其重要性可想而知。
随着电子技术的不断进步，集成电路的制造工艺也在不断更新。
现在常用的工艺是CMOS工艺（互补金属-氧化物半导体），它能够制造出集成度更高、功耗更低的芯片。
此外，随着信息时代的来临，传感器在民用、工业、医疗等领域的应用也越来越广泛，这也使得微电子器件在未来的发展中将有更为广泛的应用前景。
而纳电子学则是指研究纳米级别下材料的电子性质和应用的学科。
与微电子器件相比，纳电子学的尺寸更小，结构更复杂，涉及到的物理和化学现象也更为微妙。
其中的纳米材料，如纳米线、纳米管、纳米颗粒等，可以在光电、磁电、荧光、热学等多个领域中发挥独特的性能。
以染料敏化太阳能电池为例，其关键组件就是纳米级的二氧化钛薄膜，它能够吸收太阳光，并将其转换为电能，使得太阳能电池具有更高的转换效率。
在生物医学领域，纳米材料也受到了广泛的关注，例如通过包覆纳米颗粒的方式，可以改善药物的生物分布和毒副作用，实现精准治疗。
在微电子器件和纳电子学的研究中，材料的制备是非常重要的一环。
传统材料制备工艺大多采用物理或化学手段，但在微型尺度下，这些工艺已经不再适用。
因此，研究人员就开始尝试新的制备方法。
近年来，利用生物、化学、物理等交叉学科的知识，在微电子器件和纳电子学领域出现了一些新的材料制备技术，如DNA自组装、容量耦合、微流控等。
这些技术使得微电子器件和纳电子学的研究更加多样化和创新性。
微纳光电子器件的设计和制备技术微纳光电子器件是目前光电子领域中的前沿研究领域。
因其微小的体积，具有良好的性能和独特的功能，被广泛应用于信息处理、生物医药、新能源等领域。
本文概述微纳光电子器件设计制备技术。
一、微纳光电子器件概述微纳光电子器件是指体积尺寸在微米乃至纳米量级的光电子器件，与传统的光电子器件相比，具有更高的集成度、更低的功耗、更高的速度、更强的可靠性和稳定性，因此在应用领域有着广泛发展前景。
目前，微纳光电子器件主要包括微波光子晶体、微环谐振器、微腔光机械振子、微进易出激光等。
这些器件均是基于微纳米加工技术制备的，因此需要掌握相应的设计和制备技术。
二、微纳光电子器件设计技术1. 光学仿真技术在微纳光电子器件设计中，光学仿真技术是非常重要的一部分。
通过对无限远场问题的研究，可以建立器件的电磁模型，并利用计算机仿真技术进行分析和设计优化。
光学仿真技术最常用的软件是COMSOL Multiphysics和Lumerical等。
通过光学仿真技术，可以优化器件的结构形状、材料选择、呈现和低损耗等。
2. 异质结构设计技术在微纳光电子器件很多器件应用中都需要通过异质结设计实现。
异质结异质材料的导带能带区在交界处会产生能带弯曲现象，从而形成能带偏差，这样就能够改变器件的电子结构和光学性质。
异质结是一种典型的二维和三维的结构，可以通过量子阱、能带混合、带隙调制等技术实现。
在微波光子晶体、微腔光学器件等方面有重要应用。
三、微纳光电子器件制备技术1. 电子束光刻技术电子束光刻技术（EBL）是一种高分辨率的微纳米制造技术，其分辨率可以达到亚纳米级别。
EBL主要是利用电子束照射石英等电子敏感材料，石英中会产生可溶解的空穴，再通过腐蚀、蒸镀等方式制造出器件形状。
EBL技术可以实现器件的多层加工和三维加工，但是其缺点是加工速度较慢，不能进行大面积加工和生产级量产。
2. 等离子体刻蚀技术等离子体刻蚀技术（RIE）是一种高效的微纳米制造技术，其主要原理是通过气体放电等离子体刻蚀目标材料。
微电子器件1. 概述微电子器件是一种尺寸远小于传统电子器件的电子元件。
它们在微纳尺度下制造，通常采用半导体材料（如硅）制成。
微电子器件在现代科技中起着至关重要的作用，广泛应用于电子、通信、计算机、医疗和能源等领域。
2. 基本概念微电子器件的尺寸通常在微米至纳米级别，其特点包括： - 小尺寸：微电子器件通常具有毫米或更小的尺寸，这使得它们可以在集成电路中实现高密度布局。
- 快速响应：由于尺寸小，微电子器件的响应速度通常很快，这使得它们适用于高速信号处理和通信应用。
- 低功耗：微电子器件通常具有低功耗特性，这使得它们在便携设备和低功耗电路中非常受欢迎。
3. 常见的微电子器件3.1 MOSFET金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）是一种常见的微电子器件。
它由金属栅极、绝缘层和半导体材料组成，通过调节栅极电压来控制电流。
MOSFET广泛应用于集成电路和数字电子领域。
3.2 MEMS微机电系统（MEMS）是一种将机械、电子和传感器结合在一起的微型系统。
它由微型机械结构和微电子器件组成。
MEMS通常用于传感、加速度计、惯性导航和微型机器人等领域。
3.3 CCD电荷耦合器件（CCD）是一种用于图像传感和成像的微电子器件。
它通过将光信号转换为电荷进行图像采集和存储。
CCD广泛应用于数码相机、摄像机和天文观测等领域。
3.4 LED发光二极管（LED）是一种能够将电能转换为光能的微电子器件。
LED具有高效率、长寿命和低功耗的优点，因此广泛应用于照明、显示和通信等领域。
4. 微电子器件制造技术微电子器件的制造通常涉及以下关键技术： - 硅工艺：硅工艺是制造微电子器件最常用的方法之一，它涉及光刻、薄膜沉积、扩散和离子注入等过程。
- 薄膜技术：微电子器件通常需要在半导体表面上沉积各种功能膜层，薄膜技术是实现这一目标的重要方法。
- 纳米制造技术：纳米制造技术是制造纳米尺度器件的关键技术，包括纳米光刻、纳米精细加工和纳米材料制备等方面。
微纳电子器件制造技术的研究与应用近年来，微纳电子器件在电子工业中越来越受到重视，成为了求解当前热点问题的新选择。
浅谈微纳电子器件制造技术的研究与应用对于我们深入了解微纳电子器件的制造原理和应用场景，有着重要的意义。
一、微纳电子器件制造技术简要介绍微纳电子器件是指在微米甚至纳米级的范围内制造的电子元器件，主要采用微细加工技术和材料技术制造。
其制造涉及多个学科领域，包括微机电系统、材料科学与工程、化学工程、电子物理等。
微纳电子器件具有尺寸小、性能优良、功耗低、可靠性高等特点，具有广阔的应用前景。
微纳电子器件制造技术的研究主要分为以下几个方面：1.微电子加工技术微电子加工技术是微纳电子器件制造技术中的核心技术，包括半导体工艺和微机电系统工艺两大类。
常用的微电子加工技术有光刻、蒸镀、离子注入、化学蚀刻等。
这些技术的优化和改进，对于微纳电子器件的生产与提升具有重要意义。
2.材料技术微纳电子器件所使用的材料不同于传统电子器件，需要具有特殊的性质和特点。
微纳电子器件制造中常用的材料有氮化硅、氮化铝、氮化镓等。
这些材料的制备、加工和性能优化，是微纳电子器件制造中重要研究方向之一。
3.模拟设计技术微纳电子器件的复杂性和成本高昂，需要采用模拟设计工具对其进行仿真，在实际制造前进行模型验证，以降低失败率并提高成功率。
常用的仿真软件有COMSOL Multiphysics等。
4.封装与测试技术微纳电子器件在制造完成后，需要进行封装和测试，以确保其性能和可靠性。
因器件的封装和测试通常引起信号传输的损失，因此封装和测试技术的研究成为了微纳电子器件制造的重要方向之一。
二、微纳电子器件制造技术的应用场景1.通信和通讯微波通讯、红外通讯、量子通讯等都是微纳电子器件在通信行业中的应用。
此外，微纳电子器件还被应用于数字通讯、光通讯、射频通讯等领域。
2.能源微纳电子器件在太阳能电池领域的应用可将太阳辐射能转化为电能，实现了绿色能源利用。
微纳电子器件的设计与仿真随着现代电子技术不断发展，微纳电子器件变得越来越小，同时，功能也越来越强大。
微纳电子器件的设计和仿真是目前电子工程领域内的热点问题，其关键是需要以小的尺寸来满足各种性能要求。
本文将探讨微纳电子器件的设计和仿真以及在微纳电子器件方面的研究进展。
一、微纳电子器件的设计微纳电子器件是指尺寸在微米或纳米级别的电子元件。
微纳电子器件的设计需要考虑到器件本身的物理特性和功能，这意味着必须充分利用材料特性和现代工艺技术，以在小尺寸下实现高性能器件。
一般来说，微纳电子器件的设计主要包括以下几个方面。
1. 装置物理装置物理是微纳电子器件设计中的关键点。
在物理设计中，需要对器件的晶体结构、掺杂浓度、介质特性等进行分析，建立良好的物理模型。
物理模型的准确性是影响装置性能的关键。
2. 设计自动化基于自动化设计方法，设计方法就可以得到自动仿真和验证的优化电子器件设计。
设计自动化能够大幅提高器件设计的效率，并提高设计效果。
3. 过程艺术在微纳电子器件设计中，过程艺术显得尤为重要。
由于设计精度非常高，因此制造过程中需要/nonetheles/更加精细的制造技术和受过专业培训的工作者。
4. 调试验证微纳电子器件的设计需要通过模拟仿真和实验验证来确认模型的精度，并最终证明电路的性能。
即使使用仿真软件进行触发设备能模拟特定条件下的器件行为，但是实验验证仍然是必要的。
二、微纳电子器件的仿真微纳器件的性能与其物理特性、工艺技术和环境等诸多因素有关。
仿真技术可以有效地预测器件的性能，并帮助设计人员确定微纳器件中的一些基本参数，以满足要求和特性。
1. 容易的仿真微纳电子器件的仿真过程可以分为物理仿真和电路仿真两部分。
物理仿真基于微观尺度的数学模型，主要用于预测器件的物理行为。
电路仿真基于电路模型，可用于预测器件的电气行为。
微观仿真需要高度准确的计算，并且易于误差积累，因此需要强大的仿真程序支持。
2. 电磁仿真电磁仿真方法用于预测微纳电子器件的电磁特性，如器件的能量吸收率、反射率、透射率和散射系数等。
•一、简介微纳电子系本科生一级学科名称为电子科学与技术，二级学科名称为微电子学。
二、课程设置课程编号：30260093 课程名称：固体物理学课程属性：专业核心课开课学期：09秋任课教师：王燕内容简介：固体物理学是固体材料和固体器件的基础。
该课程主要研究晶体的结构及对称性，晶体中缺陷的形成及特征，晶格动力学，能带理论的基础知识以及晶体中的载流子输运现象等。
是微纳电子专业的核心课。
课程编号：40260103 课程名称：数字集成电路分析与设计课程属性：专业核心课开课学期：09秋任课教师：吴行军内容简介：本课程从半导体器件的模型开始，然后逐渐向上进行，涉及到反相器，复杂逻辑门（NAND，NOR，XOR），功能模块（加法器，乘法器，移位器，寄存器）和系统模块（数据通路，控制器，存储器）的各个抽象层次。
对于这些层次中的每一层，都确定了其最主要的设计参数，建立简化模型并除去了不重要的细节。
课程编号：40260173 课程名称：数字集成电路分析与设计（英）课程属性：专业核心课开课学期：09秋任课教师：刘雷波内容简介：数字集成电路的分析与设计，包括：CMOS反相器、组合和时序逻辑电路分析与设计、算术运算逻辑功能部件、半导体存储器的结构与实现、互连线模型与寄生效应的分析。
并介绍常用数字集成电路的设计方法和流程。
课程编号：30260072 课程名称：微电子工艺技术课程属性：专业核心课开课学期：09秋任课教师：岳瑞峰内容简介：本课程授课目的是使学生掌握微电子制造的各单项工艺技术，以及亚微米CMOS集成电路的工艺集成技术。
本课程讲授微电子制造工艺各单项工艺的基本原理（包括氧化、扩散、离子注入、薄膜淀积、光刻、刻蚀、金属化工艺等），并介绍常用的工艺检测方法和MEMS加工技术、集成电路工艺集成技术和工艺技术的发展趋势等问题。
另通过计算机试验，可学习氧化、扩散、离子注入等工艺设备的简单操作和模拟。
课程编号：40260054 课程名称：半导体物理与器件课程属性：专业核心课开课学期：09春任课教师：许军内容介绍：主要讲授半导体材料的基本物理知识，半导体器件的工作原理以及现代半导体器件的新进展。
微纳电子器件的制备和应用随着科技的发展，微观世界日渐引人注目。
微电子技术的发展，使得人们对于电子器件的制造精度和功能性有了更高的要求。
微纳电子技术作为电子技术的新方向，将成为未来电子工业的重要组成部分。
本文将介绍微纳电子器件的制备过程和常见的应用。
一、微纳电子器件的制备过程微纳电子器件是通过利用微纳加工技术将电路设计转化为三维结构，纳米尺度的各种功能元件，如电阻、电容、管子、二极管、三极管等制备而成。
1.微纳加工技术微纳加工技术是微纳电子器件的核心技术之一，包括各种加工方法，如电子束曝光、光刻、湿法蚀刻、干法蚀刻、电化学加工、气溶胶沉积等。
其中，电子束曝光技术是微纳加工技术中最早、最成熟的技术之一，能够在微纳米尺度下实现高精度、高分辨率的器件制备。
2.相关技术微纳电子器件的制备还需要相关技术的支持，如精密仪器的设计和制造，材料科学的发展，电子学、物理学和计算机技术等综合运用。
这些技术的进步，不仅提高了微电子器件的制造精度，而且能够满足制造高质量器件的要求。
3.应用现在，已经有许多微纳电子器件被制造出来并应用到了各个领域。
比如，红外探测器、生物芯片、微型加速器、纳米滤网、烟雾探测器等，这些器件的应用程度已经高达了80%以上。
二、常见的微纳电子器件应用1.生物芯片生物芯片作为生物技术的重要应用，是一种集微电子技术和生物科学于一体的新型技术。
通过生物芯片，可以对微生物、DNA、蛋白质等生物体系进行检测和分析。
2.红外探测器红外探测器是一种分子结构、量子离子和原子谱学原理为基础的新型光学节目。
与其他光学检测方式相比，红外探测器具有相对非常特别的特性，如对物体的热辐射敏感，可测量物体的温度等。
红外探测器不仅可以应用到军事领域，如导弹、火控系统等，而且也可以用于民用领域，如夜视设备、红外报警器等。
3.微型加速器微型加速器是一种可以将带电粒子高速加速的装置，它可以应用于核物理分析、放射性检测、核废料处理、环境监测等多个领域。
