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微电子器件与工艺课程设计微电子器件与工艺是电子信息工程专业的重要课程之一，这门课程设计为学生提供了掌握微电子器件和工艺的基本原理和应用技能的机会。
为了使学生更好地掌握课程内容，提高其应用实践能力，本文将介绍微电子器件与工艺课程设计的一般流程和重点内容。
一、设计目标和要求微电子器件与工艺课程设计的主要目标是使学生掌握微电子器件的工作原理、结构、特性和制作工艺。
这需要学生在实践中进行大量的实验和操作，并用理论知识解释实验结果。
因此，设计的要求包括：1.设计合理、实用的实验方案2.熟悉实验器材及其使用方法3.掌握实验数据的处理和分析方法4.独立进行实验操作5.撰写实验报告，将理论知识和实验结果结合起来二、课程设计流程课程设计的流程主要包括以下几个步骤：1.选题和确定实验内容选题应根据教师的要求和自己的兴趣进行选择。
同时考虑到实验条件、时间、经济等方面因素，确定实验内容和方案。
2.准备实验器材和材料准备实验所需的器材和材料，要求质量优良、稳定性好。
为了节约时间和成本，可以通过网络购买实验器材和材料。
3.组织实验和数据处理组织实验，并对实验数据进行处理和分析。
同时注意实验过程中的安全问题和实验结果的准确性。
4.编写实验报告根据实验数据和实验结果，撰写实验报告，注重理论与实践相结合，突出实验数据分析的重要性。
5.展示并评价实验成果对实验成果进行展示和评价，包括实验数据和实验报告，以及个人表现和感受。
三、课程设计重点内容1.集成电路集成电路是微电子器件与工艺的重点和难点之一。
学生需要了解集成电路设计的基本原理，掌握常见的集成电路结构和性能，及其制作工艺和测试方法。
2.半导体材料半导体材料是微电子器件与工艺的基础和核心。
学生需要了解半导体材料的物理特性和制备工艺，包括掺杂、扩散、氧化和薄膜生长等方面的知识。
3.光电器件和传感器光电器件和传感器是现代微电子器件与工艺的新领域，随着电子技术和信息技术的快速发展，它们的应用范围和前景越来越广泛。
微电子器件授课教案第一章：微电子器件概述1.1 微电子器件的定义与分类1.2 微电子器件的发展历程1.3 微电子器件的应用领域1.4 学习目标与内容安排第二章：半导体物理基础2.1 半导体材料的性质2.2 半导体器件的基本物理过程2.3 PN结的形成与特性2.4 学习目标与内容安排第三章：二极管3.1 二极管的结构与工作原理3.2 二极管的伏安特性3.3 二极管的主要参数3.4 二极管的应用实例3.5 学习目标与内容安排第四章：晶体三极管4.1 晶体三极管的结构与分类4.2 晶体三极管的工作原理4.3 晶体三极管的伏安特性4.4 晶体三极管的主要参数4.5 晶体三极管的应用实例4.6 学习目标与内容安排第五章：场效应晶体管5.1 场效应晶体管的结构与分类5.2 场效应晶体管的工作原理5.3 场效应晶体管的伏安特性5.4 场效应晶体管的主要参数5.5 场效应晶体管的应用实例5.6 学习目标与内容安排第六章：集成电路概述6.1 集成电路的定义与分类6.2 集成电路的制造过程6.3 集成电路的封装与测试6.4 学习目标与内容安排第七章：数字集成电路7.1 数字集成电路的基本组成7.2 逻辑门与逻辑函数7.3 数字集成电路的常用器件7.4 数字集成电路的设计与仿真7.5 学习目标与内容安排第八章：模拟集成电路8.1 模拟集成电路的基本组成8.2 放大器电路8.3 滤波器电路8.4 模拟集成电路的设计与仿真8.5 学习目标与内容安排第九章：电源集成电路9.1 电源集成电路的分类与原理9.2 开关电源集成电路9.3 线性电源集成电路9.4 电源集成电路的应用实例9.5 学习目标与内容安排第十章：微电子器件的应用与前景10.1 微电子器件在电子设备中的应用10.2 微电子器件在现代科技领域的应用10.3 微电子器件的发展趋势与挑战10.4 学习目标与内容安排第十一章：传感器与微电子器件11.1 传感器的定义与作用11.2 常见传感器的原理与特性11.3 传感器与微电子器件的集成11.4 学习目标与内容安排第十二章：微波器件与射频集成电路12.1 微波器件的基本原理12.2 微波二极管与晶体三极管12.3 射频集成电路的设计与应用12.4 学习目标与内容安排第十三章：光电子器件13.1 光电子器件的原理与结构13.2 激光器与光检测器13.3 光电子器件的应用领域13.4 学习目标与内容安排第十四章：功率集成电路14.1 功率集成电路的基本原理14.2 功率MOSFET与IGBT14.3 功率集成电路的设计与仿真14.4 学习目标与内容安排第十五章：微电子器件的未来与发展15.1 微电子器件技术的创新点15.2 纳米电子器件的发展15.3 微电子器件在新型领域的应用15.4 学习目标与内容安排重点和难点解析重点：1. 微电子器件的定义、分类和应用领域。
哈理工微电子课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解微电子学基本概念，掌握半导体物理基础和器件原理；2. 学会分析简单的微电子电路，了解集成电路的基本设计流程；3. 掌握微电子技术发展趋势及其在现代社会中的应用。
技能目标：1. 能够运用所学知识进行简单的微电子器件设计和电路分析；2. 能够操作相关的设计软件和测试设备，完成基本的微电子实验；3. 培养学生的团队协作能力和问题解决能力，提高创新意识和实践操作技能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对微电子学科的兴趣，激发学习热情和探究精神；2. 引导学生关注微电子技术在我国的现状及发展，增强国家使命感和责任感；3. 培养学生严谨的科学态度和良好的学习习惯，提高自我管理和自我驱动能力。
课程性质：本课程为哈理工微电子专业核心课程，旨在帮助学生掌握微电子学基本理论、设计方法和实践技能。
学生特点：学生已具备一定的电子学基础，对微电子学有一定了解，但实际操作能力和创新能力有待提高。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，强化实践教学，培养学生的创新能力和实践技能。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为我国微电子产业的发展贡献自己的力量。
二、教学内容1. 微电子学基本概念：包括半导体物理基础、PN结理论、半导体器件物理等，对应教材第1章内容。
2. 微电子器件与电路：重点讲解晶体管、场效应晶体管、集成电路等器件的工作原理和特性，对应教材第2章内容。
3. 微电子电路分析与设计：学习基本的微电子电路分析方法，包括小信号模型、等效电路等，并结合实际案例进行电路设计，对应教材第3章内容。
4. 集成电路设计流程：介绍集成电路设计的基本流程，包括电路设计、版图设计、仿真验证等，对应教材第4章内容。
5. 微电子技术发展及应用：分析微电子技术的发展趋势，探讨其在通信、计算机、物联网等领域的应用，对应教材第5章内容。
6. 实践教学：结合课程内容，安排相应的实验和实践操作，如半导体器件特性测试、简单电路设计等，以培养学生的实践技能和创新能力。
电子科技大学《微电子器件》课程教学大纲课程编号：65030145适用专业：电子科学与技术集成电路设计与集成系统学时数：72（含实验12）学分数：4.5先修课程：《半导体物理》考核方式：考试执笔者：张庆中编写日期：2006年4月一、课程性质和任务本课程的授课对象是“电子科学与技术（微电子技术方向）”专业和“集成电路设计与集成系统”专业的本科生，属于专业方向选修课。
本课程的目的是使学生掌握二极管、双极型与场效应晶体管的基本理论，这些内容都是本领域高级专业技术人员所必须掌握的。
本课程同时也是本专业其它后续课程如《集成电路原理》等的先修课程。
二、课程教学内容和要求1、理论教学（60学时）基本半导体方程（3学时）：掌握一维形式的泊松方程、电子与空穴的电流密度方程、电子与空穴的连续性方程，掌握基本半导体方程的主要简化形式。
PN结（18学时）：了解突变结与线性缓变结、PN结的平衡状态，理解空间电荷区的形成，了解耗尽近似的适用性（自学），掌握内建电场与扩散电势差、PN结在正向及反向电压下的能带图、少子分布与伏安特性，理解正向导通电压、大注入效应，掌握PN结的击穿特性、PN结的势垒电容与扩散电容、交流小信号参数与等效电路、PN结的开关特性。
这部分内容的重点是PN结空间电荷区的形成、耗尽层宽度与扩散电势差的推导与计算、PN结伏安特性的推导、势垒电容与扩散电容的概念及其计算、PN结的交流小信号参数与等效电路、少子存储效应、雪崩击穿的概念及击穿电压的计算。
这部分内容的难点是PN结内建电场的计算、少子分布的推导与少子分布图、大注入时的内建电场与Webster效应、扩散电容表达式的推导、雪崩倍增因子的推导等。
双极型晶体管（25学时）：了解均匀基区与缓变基区，理解晶体管的基区输运系数与发射结注入效率，掌握晶体管的直流电流放大系数，理解发射区重掺杂效应，了解异质结双极晶体管、倒向晶体管，掌握埃伯斯-莫尔方程、晶体管直流输入输出特性方程及特性图、基区宽度调变效应、晶体管的各种反向电流与击穿电压、理解基极电阻，掌握交流小信号基区输运系数注入效率电流放大系数等随频率的变化关系，理解交流小信号电流电压方程及等效电路、掌握高频晶体管的特征频率、最大功率增益与最高振荡频率，了解基区扩展效应（自学），了解发射极电流集边效应（自学）。
微电子技术专业教学标准制订随着科技的不断发展，微电子技术作为一门新兴的学科，已经成为了现代社会中不可或缺的一部分。
微电子技术的应用领域广泛，涉及到电子、通信、计算机、医疗、航空航天等诸多领域，因此对于微电子技术专业的教学标准制订显得尤为重要。
首先，微电子技术专业教学标准应该明确专业培养目标。
微电子技术专业的学生应该具备扎实的电子学、半导体物理学、微电子器件制造工艺等基础知识，具有较强的工程实践能力和创新能力，能够在微电子器件设计、制造、测试和应用等领域进行研究和开发工作。
此外，还应该具备较强的团队合作能力、跨学科交叉应用能力以及良好的职业道德素养。
其次，微电子技术专业教学标准应该明确课程设置和教学内容。
微电子技术专业的课程设置应该包括基础课程、专业核心课程和专业选修课程。
基础课程主要包括数学、物理、电路分析、信号与系统等课程，专业核心课程主要包括半导体物理学、微电子器件原理、微电子器件制造工艺、微电子器件测试与可靠性等课程，专业选修课程可以根据学生的兴趣和发展方向选择微纳电子器件、集成电路设计、MEMS技术等课程。
教学内容应该结合最新的科研成果和工程实践，注重理论与实践相结合，培养学生的动手能力和创新能力。
第三，微电子技术专业教学标准应该明确教学方法和评价体系。
教学方法应该多样化，包括课堂教学、实验教学、实习实训、科研训练等多种形式，注重培养学生的动手能力和创新能力。
评价体系应该科学合理，既要注重考核学生的理论知识掌握程度，又要注重考核学生的动手能力和创新能力，可以采用考试、作业、实验报告、设计项目、科研论文等多种形式进行综合评价。
最后，微电子技术专业教学标准应该明确师资队伍建设和实验室建设。
微电子技术专业的教学标准要求教师队伍应该具有较强的科研能力和工程实践经验，能够结合最新的科研成果和工程实践进行教学。
实验室建设应该配备先进的微电子器件制备设备、测试设备和CAD/CAE软件，满足学生的实验和设计需求。
序号职业领域初始岗位进展岗位一集成电路设计、生产、营销幅员设计助理工程师IC 生产工艺员IC 销售员IC 生产物料选购员幅员设计工程师生产车间经理产品销售经理选购主管估量平均升迁时间〔年〕4-5 年3-5 年3-5 年3-5 年高等职业教育微电子技术专业教学根本要求专业名称微电子技术专业代码590210招生对象一般高中毕业生/职业高中毕业生。
学制与学历三年制，专科。
就业面对表 1 微电子技术专业就业面对岗位信息系统治理员信息系统工程师4-5 年二IT 产品产品生产工艺员生产车间经理3-5 年生产、营产品质检员〔QA〕产品质检主管3-5 年销；电子产品销售员产品销售经理3-5 年系统制作产品测试工程师〔TE〕、产品工程师〔PE〕产品研发工程师3-5 年PCB 助理工程师PCB 工程师4-5 年培育目标与规格一、培育目标本专业面对电子产品德业中的集成电路生产技术与治理领域，培育德、智、体、美全面进展，具有良好综合素养，生疏现代信息技术，把握先进的集成电路产品生产与治理技术，能够从事集成电路幅员设计，集成电路电子产品市场推广与产品营销，电子产品企业的生产和经营治理等工作的高端技能人才。
二、培育规格1.毕业生应具备的综合职业力气〔职业核心力气〕：（1）集成电路幅员设计力气。
（2）集成电路产品的生产治理和市场营销力气。
2.毕业生应到达的根本要求〔根本素养、根本学问、根本力气、职业态度〕：（1）根本素养：①自我治理、学习和总结力气。
②很好地进展团队合作及协调力气。
③与他人沟通的力气。
④娴熟进展工作岗位相关文档编写的力气。
⑤具有确定的专业英语读写力气。
⑥身心安康。
（2）根本学问：①模拟电子根本学问。
②数字电子技术根本学问。
③单片机系统根本学问。
④电子工程计算机关心设根本学问。
⑤计算机应用根底学问。
⑥程序设计根底学问。
⑦集成电路工艺根本学问。
⑧电子产品制作根本学问。
（3）根本力气：①娴熟把握集成电路幅员设计EDA 工具使用的力气。
微电子器件授课教案第一章：微电子器件概述1.1 教学目标了解微电子器件的基本概念和分类掌握微电子器件的发展历程和趋势理解微电子器件在现代科技领域的应用1.2 教学内容微电子器件的定义和特点微电子器件的分类及性能指标微电子器件的发展历程和趋势微电子器件在现代科技领域的应用1.3 教学方法采用讲授和互动讨论相结合的方式，引导学生了解微电子器件的基本概念和分类通过案例分析，使学生掌握微电子器件的发展历程和趋势利用实际应用场景，让学生理解微电子器件在现代科技领域的重要作用第二章：半导体物理基础2.1 教学目标掌握半导体的基本性质和导电机制了解半导体物理中的重要概念和原理理解半导体器件的工作原理和性能特点2.2 教学内容半导体的基本性质和导电机制半导体物理中的重要概念和原理半导体器件的工作原理和性能特点2.3 教学方法通过讲解和示例，让学生掌握半导体的基本性质和导电机制利用实验和仿真，使学生了解半导体物理中的重要概念和原理结合具体器件，让学生理解半导体器件的工作原理和性能特点第三章：二极管和三极管3.1 教学目标掌握二极管和三极管的结构、原理和性能学会分析二极管和三极管在不同电路中的应用了解二极管和三极管的发展趋势和新型器件3.2 教学内容二极管和三极管的结构和工作原理二极管和三极管的性能参数和测试方法二极管和三极管在不同电路中的应用二极管和三极管的发展趋势和新型器件3.3 教学方法通过讲解和示例，让学生掌握二极管和三极管的结构和工作原理利用实验和仿真，使学生了解二极管和三极管的性能参数和测试方法结合具体应用案例，让学生学会分析二极管和三极管在不同电路中的应用介绍二极管和三极管的发展趋势和新型器件，激发学生的学习兴趣和探究精神第四章：集成电路和微电子技术了解集成电路的基本概念和分类掌握集成电路的设计和制造工艺理解微电子技术的发展和应用领域4.2 教学内容集成电路的基本概念和分类集成电路的设计和制造工艺微电子技术的发展和应用领域4.3 教学方法采用讲解和互动讨论相结合的方式，引导学生了解集成电路的基本概念和分类通过案例分析和实验，使学生掌握集成电路的设计和制造工艺利用实际应用场景，让学生理解微电子技术的发展和应用领域第五章：微电子器件的应用5.1 教学目标了解微电子器件在不同领域的应用掌握微电子器件的选型和使用方法理解微电子器件在现代科技中的重要作用5.2 教学内容微电子器件在电子设备中的应用微电子器件在通信系统中的应用微电子器件在计算机领域的应用微电子器件在其他领域的应用通过讲解和示例，让学生了解微电子器件在不同领域的应用利用实验和仿真，使学生掌握微电子器件的选型和使用方法结合具体应用场景，让学生理解微电子器件在现代科技中的重要作用第六章：功率器件和功率集成电路6.1 教学目标掌握功率器件的结构、原理和性能了解功率集成电路的基本概念和分类理解功率器件和功率集成电路在电力电子领域的应用6.2 教学内容功率器件的结构和工作原理功率器件的性能参数和测试方法功率集成电路的基本概念和分类功率器件和功率集成电路在电力电子领域的应用6.3 教学方法通过讲解和示例，让学生掌握功率器件的结构和工作原理利用实验和仿真，使学生了解功率器件的性能参数和测试方法结合具体应用案例，让学生了解功率集成电路的基本概念和分类介绍功率器件和功率集成电路在电力电子领域的应用，激发学生的学习兴趣和探究精神第七章：传感器和微电子器件7.1 教学目标了解传感器的基本概念和分类掌握传感器的原理和性能理解传感器和微电子器件在智能化领域的应用7.2 教学内容传感器的基本概念和分类传感器的原理和性能传感器和微电子器件在智能化领域的应用7.3 教学方法采用讲解和互动讨论相结合的方式，引导学生了解传感器的基本概念和分类通过案例分析和实验，使学生掌握传感器的原理和性能利用实际应用场景，让学生理解传感器和微电子器件在智能化领域的应用第八章：光电器件和光电子集成电路8.1 教学目标掌握光电器件的结构、原理和性能了解光电子集成电路的基本概念和分类理解光电器件和光电子集成电路在光通信领域的应用8.2 教学内容光电器件的结构和工作原理光电器件的性能参数和测试方法光电子集成电路的基本概念和分类光电器件和光电子集成电路在光通信领域的应用8.3 教学方法通过讲解和示例，让学生掌握光电器件的结构和工作原理利用实验和仿真，使学生了解光电器件的性能参数和测试方法结合具体应用案例，让学生了解光电子集成电路的基本概念和分类介绍光电器件和光电子集成电路在光通信领域的应用，激发学生的学习兴趣和探究精神第九章：微电子器件的可靠性9.1 教学目标了解微电子器件的可靠性基本概念掌握微电子器件的可靠性参数和测试方法理解微电子器件可靠性对系统的影响9.2 教学内容微电子器件的可靠性基本概念微电子器件的可靠性参数和测试方法微电子器件可靠性对系统的影响9.3 教学方法采用讲解和互动讨论相结合的方式，引导学生了解微电子器件的可靠性基本概念通过案例分析和实验，使学生掌握微电子器件的可靠性参数和测试方法利用实际应用场景，让学生理解微电子器件可靠性对系统的影响第十章：微电子器件的发展趋势10.1 教学目标了解微电子器件的最新发展动态掌握未来微电子器件的技术发展趋势理解微电子器件对现代社会的影响10.2 教学内容微电子器件的最新发展动态未来微电子器件的技术发展趋势微电子器件对现代社会的影响10.3 教学方法通过讲解和示例，让学生了解微电子器件的最新发展动态利用实验和重点和难点解析：1. 微电子器件的分类和性能指标：学生需要理解不同类型微电子器件的特点和应用场景，以及如何评估它们的性能。
微电子器件授课教案第一章：微电子器件概述1.1 微电子器件的定义与分类1.2 微电子器件的发展历程1.3 微电子器件的基本原理1.4 微电子器件的应用领域第二章：半导体物理基础2.1 半导体的基本概念2.2 半导体的能带结构2.3 半导体材料的制备与分类2.4 半导体器件的掺杂原理第三章：晶体管器件3.1 晶体管的基本原理3.2 晶体管的结构与类型3.3 晶体管的制备与加工3.4 晶体管的性能参数及应用第四章：集成电路概述4.1 集成电路的基本概念4.2 集成电路的分类与结构4.3 集成电路的制备工艺4.4 集成电路的应用领域第五章：微电子器件的可靠性5.1 微电子器件可靠性的基本概念5.2 微电子器件失效的原因及机制5.3 微电子器件可靠性提升的方法5.4 微电子器件的可靠性测试与评估第六章：二极管器件6.1 二极管的基本原理与结构6.2 二极管的制备与掺杂6.3 二极管的性能参数及测试6.4 二极管的应用领域第七章：场效应晶体管（FET）7.1 FET的基本原理与结构7.2 FET的制备与加工7.3 FET的性能参数及特性曲线7.4 FET的应用领域及发展趋势第八章：双极型晶体管（BJT）8.1 BJT的基本原理与结构8.2 BJT的制备与掺杂8.3 BJT的性能参数及工作原理8.4 BJT的应用领域及发展趋势第九章：集成电路设计9.1 集成电路设计的基本流程9.2 数字集成电路设计9.3 模拟集成电路设计9.4 集成电路设计工具与方法第十章：微电子器件的封装与测试10.1 微电子器件封装的基本概念10.2 常见封装形式及其特点10.3 微电子器件的测试方法10.4 微电子器件的质量控制与可靠性提升第十一章：功率半导体器件11.1 功率半导体器件的分类与原理11.2 功率晶体管和功率二极管11.3 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）11.4 功率集成电路与模块第十二章：微波半导体器件12.1 微波半导体器件的分类与原理12.2 微波二极管和微波三极管12.3 微波集成电路与系统12.4 微波半导体器件的应用第十三章：光电子器件13.1 光电子器件的基本原理13.2 激光二极管与光检测器13.3 光电子集成电路与系统13.4 光电子器件的应用与发展第十四章：半导体存储器14.1 存储器的基本原理与分类14.2 随机存取存储器（RAM）14.3 只读存储器（ROM）与闪存14.4 存储器系统与新技术第十五章：微电子器件的进展与未来15.1 微电子器件的技术发展趋势15.2 纳米电子学与量子器件15.3 生物医学微电子器件15.4 环境与能源相关的微电子器件重点和难点解析第一章：微电子器件概述重点：微电子器件的定义、分类和应用领域。
二、课程教学内容和要求1、理论教学（48学时）基本半导体方程（2学时）：掌握一维形式的泊松方程、电子与空穴的电流密度方程、电子与空穴的连续性方程，掌握基本半导体方程的主要简化形式。
PN结（14学时）：了解突变结与线性缓变结、PN结的平衡状态，理解空间电荷区的形成，了解耗尽近似的适用性（自学），掌握内建电场与扩散电势差、PN结在正向及反向电压下的能带图、少子分布与伏安特性，理解正向导通电压、大注入效应，掌握PN结的击穿特性、PN结的势垒电容与扩散电容、交流小信号参数与等效电路、PN结的开关特性。
这部分内容的重点是PN结空间电荷区的形成、耗尽层宽度与扩散电势差的推导与计算、PN结伏安特性的推导、势垒电容与扩散电容的概念及其计算、PN结的交流小信号参数与等效电路、少子存储效应、雪崩击穿的概念及击穿电压的计算。
这部分内容的难点是PN结内建电场的计算、少子分布的推导与少子分布图、大注入时的内建电场与Webster效应、扩散电容表达式的推导、雪崩倍增因子的推导等。
双极型晶体管（20学时）：了解均匀基区与缓变基区，理解晶体管的基区输运系数与发射结注入效率，掌握晶体管的直流电流放大系数，理解发射区重掺杂效应，了解异质结双极晶体管、倒向晶体管，掌握埃伯斯-莫尔方程、晶体管直流输入输出特性方程及特性图、基区宽度调变效应、晶体管的各种反向电流与击穿电压、理解基极电阻，掌握交流小信号基区输运系数注入效率电流放大系数等随频率的变化关系，理解交流小信号电流电压方程及等效电路、掌握高频晶体管的特征频率、最大功率增益与最高振荡频率，了解基区扩展效应（自学），了解发射极电流集边效应（自学）。
这部分内容的重点是均匀基区与缓变基区晶体管的直流电流放大系数、晶体管的直流电流电压方程及其简单应用、晶体管中的各种反向电流和各种击穿电压、交流小信号电流放大系数与频率的关系、特征频率以及与之有关的4个主要时间常数、晶体管的交流小信号电流电压方程与等效电路、功率增益和最高振荡频率。
微 电 子 器 件钟智勇办公室：<微电子楼>217室 电话：83201440 E-mail: zzy@ 答疑时间：周三晚上8:00-10:00绪 论1、课程介绍 2、半导体器件的发展简史 3、半导体器件的基本构件 4、半导体器件中的基本关系与方程一、课程介绍• 课程内容 • 为什么学习本课程 • 怎样学习本课程 • 课程的有关安排1、课程内容1.1、微电子器件与半导体器件的关系微电子器件微电子器件（Microelectronic Devices）主要是指 能在芯片上实现的电阻、电容、电感、半导体器 件等电子器件。
另一种说法是，微电子器件是指 芯片中的线宽在微米量级的器件，更小的称作纳 米电子器件。
半导体器件半导体器件（Semiconductor Device）指是利用半 导体材料（单晶）制备的具有特定功能的电子器 件。
1.2、半导体器件研究内容¾ 研究半导体器件中载流子（电子或空穴）的运动规律 ¾ 研究半导体器件中载流子运动行为的控制方法 ¾ 进而研究器件性能与器件结构以及材料特性间的关系 9 迄今大约有60种主要的半导 体器件以及100种和主要器件 相关的变异器件1.3、本课程的学习内容 1. pn结 2. 双极性晶体管（BJT) 3. MOS晶体管 建议阅读与深入学习内容 4.异质结微电子器件 5.有机微电子器件学习三种典型器件的 基本工作原理、结构 与电特性（交直流特 性等）的关系，为进 一步学习打下坚实的 理论基础。
6. 新器件（纳米-自旋电子器件）2、为什么学习本课程2.1 从课程体系看• 本课程是“电子科学与技术（微电 子技术）”与“集成电路设计与集 成系统”专业的一门专业主干课。
是从事微电子、集成电路等研究 、开发的专业基础课程之一IC的基础 数字集成电路的建库等 模拟集成电路、射频集成电路设计 近代集成电路设计和制造的重要理论基础9 9 9 92.2 从产业发展看电子产业的核心是集成电路，而半 导体器件是集成电路的基础电子工业是主导产业设 计 需求制 造封装测试 应用3、本课程的学习方法难 公式多 物理机理多1. 2. 3.理解推导思路 尽可能地亲自 推导相关公式 注意各公式的 使用条件 1. 结合物理机 理，理解与掌 握公式中各参 数之间关系 相关知识的灵 活应用1. 2.复习半导体物 理知识 多看、多思， 准确把握基本 物理概念及机 理2.4、本课程的讲述思路本课程目的： 三种器件的基本结构，工作原理，主要特性外电场作用下载流子在器件内的运动规律定性分析（掌握物理机理）定量分析（掌握器件性能与相关参数关系）掌握研究与 分析微电子 器件特性的 基本方法4、课程的相关安排与要求4.1、教材与参考书教材：微电子器件（第3版），陈星弼，张庆中，2011年参考书：1.半导体器件基础，B.L.Anderson, R.L.Anderson, 清华大学出版社，2008年2.半导体器件基础，Robert F. Pierret, 电子工业出版社，2004年3.集成电路器件电子学（第三版），Richard S. Muller,电子工业出版社，2004年4.半导体器件物理与工艺（第二版），施敏，苏州大学出版社，2002年5.半导体物理与器件（第三版），Donald A. Neamen, 清华大学出版社，2003年6. Physics of Semiconductor Devices( 3th Edition), S M Sze, Wiley-Interscience, 20072 晶体管的发明•1946年1月，Bell实验室正式成立半导体研究小组, W.Schokley，J. Bardeen、W. H. Brattain。
“微电子器件”课程的教学研究与探索微电子器件是现代电子科学与技术领域中的一个重要学科，它涉及到半导体材料、微电子加工工艺、微电子器件结构与性能等方面的知识。
随着信息技术产业的迅猛发展，微电子器件的应用领域也越来越广泛，对于微电子器件课程的教学研究与探索具有重要意义。
本文旨在探讨微电子器件课程的教学内容、教学方法及教学效果评价等方面的研究与探索。
一、微电子器件课程的教学内容微电子器件课程的教学内容主要包括：微电子器件的基本原理、半导体材料与性能、微电子器件的分类与特点、微电子器件的制备工艺、微电子器件的性能测试与评价等。
微电子器件的基本原理是该课程的核心内容，包括电子学与固体物理学的基础知识，如能带理论、电子在半导体中的运动规律等。
半导体材料与性能也是微电子器件课程的重要内容，这部分内容主要介绍半导体材料的基本性质、主要类型、制备工艺及其在微电子器件中的应用。
微电子器件的分类与特点是微电子器件课程的另一个重要内容，学生需要了解各种微电子器件的基本结构与工作原理。
微电子器件的制备工艺、性能测试与评价是该课程的实践环节，学生需要通过实验与实践掌握微电子器件的制备工艺、性能测试方法与评价标准。
二、微电子器件课程的教学方法1. 理论授课与案例分析微电子器件课程的理论授课是基础环节，老师通过讲解基本原理、案例分析等方式，使学生对微电子器件有一个基本的了解。
在理论授课的可以结合实际案例进行分析，让学生通过实际案例了解微电子器件在实际应用中的重要性与作用。
2. 实验教学与实践操作微电子器件课程的实验教学与实践操作是非常重要的环节，通过实践操作，学生可以更直观地了解微电子器件的制备工艺、性能测试与评价等实际操作技能。
实验教学与实践操作应作为微电子器件课程的重要教学方法，通过实验操作让学生深入了解微电子器件的工作原理与制备工艺。
3. 论文讨论与研究性学习微电子器件课程的论文讨论与研究性学习是该课程的拓展环节，通过论文讨论让学生了解微电子器件领域的前沿研究与发展动态，培养学生的科研能力与创新意识。
微电子科学与工程专业基础设置微电子科学与工程专业是指培养学生具备微电子科学与工程的基础知识和专业技能的人才。
该专业基础设置旨在为学生打下坚实的基础，使他们能够应对日益复杂的微电子科学与工程领域的需求。
1. 专业背景微电子科学与工程是研究微小尺度电子元件、集成电路和系统设计的学科。
它涵盖了半导体材料与器件、IC设计与制造技术、电子工艺与设备以及芯片测试与可靠性等方面的知识。
2. 专业课程(1)微电子基础课程：包括半导体物理、电子学基础、固态物理等课程，以培养学生对微电子器件的基本原理和工作机制的理解。
(2)电路分析与设计：包括模拟电路和数字电路的基本理论与设计方法，培养学生的电路分析与设计能力。
(3)微电子器件与工艺：包括半导体器件原理与制造工艺，培养学生对微电子器件的制造与工艺流程的掌握。
(4)集成电路设计：包括数字集成电路和模拟集成电路的设计方法与工具，培养学生的集成电路设计能力。
(5)微电子测试与可靠性：包括芯片测试方法与技术、可靠性分析与评估等课程，培养学生对微电子产品测试与可靠性的了解。
3. 实验教学微电子科学与工程专业的实验教学是该专业基础设置的重要组成部分，旨在通过实践活动提高学生的动手能力和实际操作技能。
(1)微电子器件实验：通过制作和测试微电子器件，培养学生对微电子器件制作和测试方法的掌握。
(2)电路设计实验：通过实际电路设计和验证实验，提高学生的电路分析与设计能力。
(3)集成电路设计实验：通过使用集成电路设计软件进行实际的集成电路设计，并进行仿真和测试，培养学生的集成电路设计与验证的能力。
4. 实践教学为了培养学生的综合素质和创新能力，微电子科学与工程专业基础设置还包括实践教学环节。
(1)科研项目：学生可以参与教师的科研项目，了解和掌握最新的微电子科学与工程技术。
(2)创新实践：通过参与科技竞赛、创新创业训练等活动，提高学生的创新能力和团队合作精神。
5. 专业实习为了提供实际工作经验，微电子科学与工程专业基础设置通常包括专业实习环节。
“微电子器件”课程的教学研究与探索微电子器件是现代电子技术的重要组成部分，是实现各种电子系统功能的基础。
随着科技的飞速发展，微电子器件的研究与应用也在不断深化和拓展。
对于微电子器件的教学研究与探索显得尤为重要。
本文将从微电子器件课程的教学目标、内容、教学方法、评价方式等方面展开研究与探索。
一、课程教学目标微电子器件作为现代电子技术的基础，其课程的教学目标主要包括以下几个方面：1.培养学生对微电子器件的基本原理、功能和结构特征的理解，使学生掌握微电子器件的基本知识；2.培养学生熟练掌握微电子器件的工艺制造、性能测试和应用技术，为学生将来从事相关领域的工作奠定基础；3.培养学生具备分析和解决微电子器件相关问题的能力，培养学生的创新思维和实践操作能力；4.培养学生对微电子器件领域的发展趋势和前沿技术有所了解，激发学生的学习兴趣和对于专业的热情。
以上教学目标不仅是针对于微电子器件课程本身的教学目标，同时也与电子信息类相关专业的培养目标相一致，能够为学生的专业发展和就业打下良好的基础。
1.微电子器件的基本概念和分类：包括微电子器件的定义、发展历程、分类、特点等内容；2.微电子器件的基本原理和结构特征：包括半导体材料、 pn结、场效应晶体管、二极管、集成电路等内容；3.微电子器件的工艺制造技术：包括半导体材料的制备、半导体工艺、光刻工艺、离子注入、薄膜沉积、蚀刻工艺等内容；4.微电子器件的性能测试与应用技术：包括微电子器件的测试方法、测试设备、测试原理、测试流程等内容；5.微电子器件的发展趋势和前沿技术：包括微电子器件的发展历程、未来发展方向、新型器件的研究现状等内容。
以上内容既包括了微电子器件的基础知识，也包括了微电子器件的应用技术和发展前景，能够使学生对微电子器件有一个全面的了解。
三、教学方法微电子器件课程的教学方法可以采用多种形式，主要包括以下几种：以上教学方法可以有机结合，灵活运用，使学生在课堂上能够更好地理解和掌握微电子器件的知识，能够为学生的学习和发展提供更多的帮助。
微电子器件基础Fundamentals of Microelectronic Devices一、课程基本情况课程类别：专业方向课课程学分： 3学分课程总学时：48学时，其中讲课： 48学时课程性质：选修开课学期：第5学期先修课程：模拟电子技术基础、固体物理学、半导体物理适用专业：电子科学与技术教材：刘刚. 微电子器件与IC设计,科学出版社,2006开课院系：电子与信息工程学院二、课程性质、教学目标和任务微电子器件基础是电子科学与技术专业的选修课。
微电子技术是目前蓬勃发展的高技术之一。
作为信息技术的基础，它推动着计算机、通信和消费类电子产品的不断更新换代。
在过去几十年中以半导体为代表的电子科学技术的蓬勃发展将世界带进了信息社会，彻底改变了人类的生活方式和思维模式。
通过本课程的学习使学生了解什么是微电子学和微电子学是研究什么的，。
了解半导体基本知识，掌握双极晶体管、场效应晶体管的工作原理和工作特性。
三、教学内容和要求1、晶体管的发展历程（1学时）（1）了解晶体管的发明（2）了解集成电路的发展历史（3）掌握集成电路的分类（4）了解微电子学的特点2、半导体（5学时）（1）掌握半导体的能带（2）理解本征半导体与杂质半导体（3）理解载流子输运现象（4）掌握半导体的电学光学性质重点：能带难点：载流子输运现象3、PN结（8学时）（1）掌握PN结的形成机制与能带（2）理解理想半导体与实际半导体的概念（3）掌握PN结的伏安特性、击穿与电容重点：PN结的形成机制与能带；难点：掌握PN结的伏安特性4、双极型晶体管（15学时）（1）掌握双极型晶体管的结构、放大原理、电流增益与直流伏安特性（2）理解交流小信号的概念，了解双极型晶体管模型参数的计算方法（3）掌握双极型晶体管的频率特性参数，了解参数的计算方法（4）理解双极型晶体管的开关原理，了解开关时间的计算方法（5）理解大注入的概念，了解大注入效应及双极型晶体管大电流特性（6）掌握晶体管耗散功率及安全工作区重点：双极型晶体管直流特性难点：双极型晶体管交流特性及开关原理5、场效应晶体管（10学时）（1）掌握肖特基势垒和欧姆接触（2）掌握MESFET（3）掌握JFET直流特性（4）了解JFET交流小信号特性重点：肖特基势垒形成难点：JFET交流小信号特性6、 MOS器件（9学时）（1）掌握MOS结构的基本性质（2）掌握MOS场效应晶体管的基本理论（3）理解短沟道MOSFET重点：MOS结构与原理难点：短沟道MOSFET四、课程考核（1）作业：4-5次；（2）考核方式：闭卷考试（3）总评成绩计算方式：平时成绩30%+期末考试成绩70%五、参考书目1．曹培栋. 微电子技术基础. 北京：电子工业出版社， 20012．张兴. 微电子学概论. 北京：北京大学出版社，20003．施敏. 导体器件物理与工艺. 苏州：苏州大学出版社，2002。
微电子器件
钟智勇
办公室：<微电子楼>217室
电话：83201440
E mail: zzy@
-mail:zzy@uestc edu cn
8:00--10:00
周二晚上8:00
答疑时间：周二晚上
答疑时间：
教材与参考书
1、教材与参考书
教材：
教材
微电子器件（第3版），陈星弼，张庆中，2011年
参考书
参考书：
1.半导体器件基础，B.L.Anderson, R.L.Anderson, 清华大学出版社，2008年
2.半导体器件基础，Robert F. Pierret, 电子工业出版社，2004年
2半导体器件基础Robert F Pierret电子工业出版社
3.集成电路器件电子学（第三版），Richard S. Muller,电子工业出版社，
2004年
4.半导体器件物理与工艺（第二版），施敏，苏州大学出版社，2002年
5.半导体物理与器件（第三版），Donald A. Neamen, 清华大学出版社，
2003年
6. Physics of Semiconductor Devices( 3th Edition), S M Sze, Wiley-
Interscience, 2007
2、学时、成绩构成与考核
总学时数：72学时
其中课堂讲授：60学时，实验：12 学时
成绩构成：
70分期中考试：分平时：10分实验：10
期末考试：70 分、期中考试：10分、平时：10 分、实验：10 分考试形式：闭卷考试
3、课程要求
1、网上只公布教材的标准课件与参阅资料，请做好笔记！
网址：网络学堂：http://222.197.183.243/wlxt/course.aspx?courseid=0311下载密码i
下载密码：micro
2、请带计算器与作业本上课！
请带计算器与作业本上课！
3、鼓励学生学习，以下情况加分（最高加分为5分）：
鼓励学生学习以下情况加分（最高加分为
3.1 完成调研作业并在期末做presentation(ppt)者
3.2 在黑板上完成课堂练习者
3.3 指出教材错误及对教学/教材提出建设性意见者
4、教材查错或建议提交规范
标明：页码和行数，错误以及修正（建议），学号，姓名，任课老师，时间教材查错或建议提交:
zzy@
教材查错或建议发布网址：
新浪微博账号：UESTC微电子器件
加分原则:
首次指出1处错误并改正，或提供1个合理化建议加1分，最高加分为5分。
5、一些推荐站点
1.《Principles of semiconductor devices》网络书: /~bart/book/welcome.htm http://ecee colorado edu/~bart/book/welcome htm
2. 晶体管的发展史:
/transistor/
3. Semiconductor Applet Services
3S i d t A l t S i
/
4. 麻省理工学院远程实验室(半导体器件性能表征）
p
/
5. 科学网：/
6. 小木虫：/
6、建议复习内容
•热平衡半导体物理
平衡载流子分布、浓度表达式
•载流子输运现象
载流子的漂移与扩散运动的物理过程与模型
•非平衡过剩载流子
载流子的产生与复合、过剩载流子的性质、准费米能级。
