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第一章集成电路的发展1.何谓集成电路(Integrated Circuits)？集成电路:指通过一系列特定的加工工艺, 将晶体管,二极管等有源器件和电阻,电容,电感等无源器件,按照一定的电路互连,”集成”在一块半导体晶片上,封装在一个外壳内,执行特定电路或系统功能的一种器件.2.什么是摩尔定律(Moore’s Law)？它对集成电路的发展有什么作用？集成度：大约每三年翻两番，特征尺寸：每六年缩小近一倍事实上，摩尔定律并不是一个物理定律，而是一种预言，一张时间表。
它鞭策半导体产业界不断进步，并努力去实现它。
从根本上讲，摩尔定律是一种产业自我激励的机制，它让人们无法抗拒，并努力追赶，谁跟不上，谁就可能被残酷地淘汰。
摩尔定律已成为一盏照亮全球半导体产业前进方向的明灯。
3.IC发展水平的指标是什么？随着IC工业的发展，这些指标如何变化？集成规模(Integration scale)和特征尺寸(Feature size) 单个芯片上已经可以制作含有几百万个晶体管的一个完整的数字系统或数模混合的电子系统，集成电路的特征尺寸也已发展到深亚微米水平，0.18μm工艺已经走向规模化生产.4.什么是IDM、Fabless和Foundry？理解他们之间的关系。
IDM:集成电路发展的前三十年中，设计、制造和封装都是集中在半导体生产厂家内进行的，称之为一体化制造(IDM，Integrated Device Manufacturer)的集成电路实现模式。
无生产线（Fabless）集成电路设计提供了条件，为微电子领域发展知识经济提供了条件。
Fabless:1.设计公司拥有设计人才和设计技术，但不拥有生产线2.芯片设计公司不拥有生产线而存在和发展，而芯片制造单位致力于工艺实现(代客户加工，简称代工)3.设计单位与代工单位以信息流和物流的渠道建立联系Foundry:Foundry(代客户加工)第二章PN结的形成1.P型、N型半导体的形成及其能带结构图（EF与掺杂的关系）在纯净的硅晶体中掺入三价元素（如硼），使之取代晶格中硅原子的位置，此时自由电子和空穴浓度远远小于由于掺杂带来的空穴浓度,因此自由电子的导电基本可以忽略,这样的半导体叫做P型半导体。
光电子器件中的MEMS技术研究与应用随着科学技术的不断发展，微电子机械系统（MEMS）技术被广泛应用于光电子器件中。
MEMS技术将传感器、执行器、电子学和微机电系统集成在一起，以达到高度集成、小型化、高灵敏度、高可靠性和低能耗等优点。
本文将会探讨MEMS技术在光电子器件中的研究与应用。
一、MEMS技术的特点MEMS技术涉及微加工、材料科学、光学和电子学等多学科领域。
MEMS制作的器件通常尺寸在微米或纳米级别，主要由微机械技术、微加工工艺和微电子技术组成。
MEMS技术的特点在于它可以将复杂的机械结构、电子学部件和光学元件集成在一个小型芯片上。
通过微加工工艺的控制和微机械技术的应用，MEMS技术可以实现微型化、高集成度、快速响应速度、高灵敏度和高精度控制等特点。
二、MEMS技术在光学器件中的应用1. 微振动陀螺仪微振动陀螺仪是一种基于MEMS技术的角速度传感器，其原理基于微振动陀螺的特殊稳定性。
利用MEMS技术可以将传统的陀螺仪集成在一个小型芯片上，具有高精度检测、低功耗和长期稳定性等优势。
它广泛应用于导航、遥感、车载导航和机器人等领域。
2. 微型光学互连器件微型光学互连器件是一种基于MEMS技术的光学器件，它可以将芯片上的光学元件集成在一个小型芯片上，实现微型化、高集成度和高灵敏度的光学互连。
微型光学互连器件主要用于光通信、光存储和光刻等领域。
3. 微型光谱分析器微型光谱分析器是一种基于MEMS技术的光学器件，其主要作用是分析材料的组成。
MEMS技术可以制作出具有高分辨率和高信噪比的微型光谱分析器，实现快速分析和检测。
它广泛应用于环境检测、药品监测、食品检测和化学分析等领域。
三、总结MEMS技术在光电子器件中的应用越来越广泛，其优点在于高度集成、小型化、高灵敏度、高可靠性和低能耗等特点。
尽管MEMS技术在光电子器件中的应用面临着一系列的技术挑战，如制作精度和稳定性等问题，但是相信在不断的研究和发展下，MEMS技术在光电子器件中的应用将会有越来越广泛的发展前景。
集成电路设计和半导体制造工艺的发展随着信息时代的到来，半导体产业变得愈发重要，而半导体制造工艺和集成电路设计则成为半导体产业的两个重要支柱，为电子产品的制造提供了基础。
在这篇文章中，我们将探讨半导体制造工艺和集成电路设计在过去几十年里的发展历程以及未来的发展趋势。
从简单的晶体管到集成电路半导体制造的基础技术是利用硅材料构建晶体管。
晶体管是一种可以控制电子流动的器件，它的发明使得我们能够控制电子的流动方向和大小，并且将它们用于逻辑计算。
在20世纪60年代，集成电路被发明出来，它能够在一个小巧的芯片上集成多个晶体管和其他电子元件。
随着集成电路的发展，电子产品越来越小巧，功能越来越强大，同时，它们的价值也越来越高。
精细半导体制造工艺的发展半导体的制造工艺一直在不断地发展。
在早期，半导体制造并不需要太高的技术，在几次加热和冷却的过程中，材料里的掺杂元素会扩散分布，从而形成了P型和N型半导体，这个过程也被称作扩散工艺。
尽管这种加工工艺能够制造出工作的晶体管，但是这些晶体管的性能并不是很优秀，还处于实验室和学术阶段。
在60年代，金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的发明催生了集成电路设计和精细制造工艺的发展。
MOSFET利用了一些特殊的导电材料，在半导体表面构建起了一个氧化层，然后通过外界电场控制氧化层处电子的流动，从而实现电子的控制。
它是集成电路和精细制造的重要开端。
除此之外，还有一些制造工艺被发明，例如刻蚀、光刻，蒸散等等，为半导体制造提供了更多的手段。
如今，最重要的半导体制造工艺是微影制程，这是一种成本效益极高的制造工艺，也是目前主流的工艺。
微影制程利用光刻技术和干法蚀刻技术，将芯片上的模式通过掩模转移到硅片表面，并形成各种电子元件。
利用这种制造工艺，我们可以生产出含有数亿个晶体管的微型芯片。
集成电路设计的发展集成电路的发明让电子产业进入了一个全新的时代，能够将多个晶体管和其他电子元器件集成到一个小型芯片上，并提供复杂的功能。
光电融合集成的发展光电融合集成是指将光学和电子器件相结合，使其在同一个芯片上实现功能集成的技术。
随着光电子器件的不断发展和应用需求的增加，光电融合集成在通信、计算、传感等领域都具有广阔的应用前景。
光电融合集成的发展可以追溯到二十世纪六十年代，当时人们开始研究将光学器件和电子器件结合在一起。
随着光纤通信的崛起，对高速、高带宽的需求不断增加，光电融合集成技术逐渐成为一个研究热点。
光电融合集成的关键技术包括光学器件的制备、电子器件的制备和光电连接技术。
光学器件制备主要涉及到光栅、波导、光调制器等器件的制作和优化，以实现高效的光电转换。
电子器件制备则包括晶体管、二极管、电容等电子元件的制作，以支持光电融合集成的电子功能。
光电连接技术则解决了将光学和电子器件有效连接的问题，通过微纳加工和封装技术，实现了高密度的光电器件集成。
光电融合集成的发展带来了许多优势。
首先，光电融合集成可以实现功能的高度集成，减小了器件之间的空间和能耗消耗，提高了整体性能。
其次，光电融合集成具有高速传输的特点，光信号的传输速度远远快于电信号，可以满足日益增长的通信和计算需求。
另外，光电融合集成还具有低损耗和抗干扰等特点，能够提高系统的稳定性和可靠性。
然而，光电融合集成仍面临着一些挑战。
首先，制备高质量光学和电子器件的工艺仍需进一步优化，以提高器件的性能和可靠性。
其次，光电连接技术需要进一步提高密度和可靠性，以满足器件封装的需求。
此外，由于光学器件和电子器件的材料和工艺差异，光电融合集成的设计和制造还需要克服不同材料之间的兼容性问题。
总体而言，光电融合集成是一个具有广阔发展前景的技术领域。
随着光学和电子器件的不断进步和技术的不断成熟，光电融合集成将在通信、计算、传感等领域发挥重要作用，推动技术的创新和应用的拓展。
附件4“光电子与微电子器件及集成”重点专项2019年度项目申报指南为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》《2006—2020年国家信息化发展战略》提出的任务，国家重点研发计划启动实施“光电子与微电子器件及集成”重点专项（以下简称“本重点专项”）。
根据本重点专项实施方案的部署，现提出2019年度项目申报指南。
本重点专项的总体目标是：发展信息传输、处理与感知的光电子与微电子集成芯片、器件与模块技术，构建全链条光电子与微电子器件研发体系，推动信息领域中的核心芯片与器件研发取得重大突破，支撑通信网络、高性能计算、物联网等应用领域的快速发展，满足国家发展战略需求。
本重点专项按照硅基光子集成技术、混合光子集成技术、微波光子集成技术、集成电路与系统芯片、集成电路设计方法学和器件工艺技术6个创新链（技术方向），共部署49个重点研究任务。
专项实施周期为5年（2018—2022年）。
2019年度项目申报指南在核心光电子芯片、光电子芯片共性支撑技术、集成电路与系统芯片、集成电路设计方法学和器件工—1—艺技术5个技术方向启动19个研究任务，拟安排国拨总经费概算6.75亿元。
凡企业牵头的项目须自筹配套经费，配套经费总额与专项经费总额比例不低于1：1。
各研究任务要求以项目为单元整体组织申报，项目须覆盖所申报指南方向二级标题（例如：1.1）下的所有研究内容并实现对应的研究目标。
除特殊说明外，拟支持项目数均为1~2项。
指南任务方向“1.核心光电子芯片”和“2.光电子芯片共性支撑技术”所属任务的项目实施周期不超过3年；指南任务方向“3.集成电路与系统芯片”、“4.集成电路设计方法学”和“5.器件与工艺技术”所属任务的项目实施周期为4年。
基础研究类项目，下设课题数不超过4个，参研单位总数不超过6个；共性关键技术类和应用示范类项目，下设课题数不超过5个，参与单位总数不超过10个。
项目设1名项目负责人，项目中每个课题设1名课题负责人。
显示缓冲驱动器,解决了DSP芯片的高速运算能力与LCD液晶显示模块显示速度较低这一矛盾,同一行字符,通过该缓冲驱动器控制LCD显示比直接用DSP控制LCD显示节省至少9ms,降低了DSP耗费在LCD上的等待时间,提高了DSP的效率,优化了系统。
图5表1参8 (严寒)TN873.932007054668场序彩色视频控制系统=Video controller system by using field sequential color[刊,中]/商广辉(南开大学光电子所光电信息技术科学教育部重点实验室.天津(300071)),代永平//液晶与显示.―2007,22(2).―186191介绍了一套针对南开大学研制的LCoS芯片的场序彩色视频控制系统,该系统采用场序彩色模式,经过实验调试后,最终实现了LCoS芯片的彩色视频显示。
介绍了FPGA内部数据流处理的算法实现:FPGA采用三组移位寄存器对数据进行动态缓存,实现了串行并行的数据转换,并将同时输入的红、绿、蓝视频数据转换为红、绿、蓝子场数据;并且充分利用F P GA内部RAM作为缓存,完成了图像的插值处理,以满足LCoS扫描显示的要求。
图8参10(严寒)TN873.942007054669基于Matla b的SPR等离子体显示器仿真的研究=SPR plasma display simulation by using Matlab[刊,中]/朱彩莲(江西工业工程职业技术学院电子工程系.江西,萍乡(337055)),杨洋//液晶与显示.―2007,22(2).―182185研究了基于表面等离子体波共振效应的一种新型显示器SPR显示器。
介绍了表面等离子体波共振效应的产生原理,对显示器的设计做了一定的构想,并采用了Matlab软件对SP R等离子体显示器的显示原理、颜色、亮度及多像素进行了仿真。
图10参7(严寒)光放大、控制与器件TN1442007054670硅微通道板电子倍增器的研制=Developments of Si mi cr ochannel plates for electr on multiplying[刊,中]/牛丽红(深圳大学光电子学研究所.广东,深圳(518060)),冯玉春//光学技术.―2007,33(3).―354356阐述了新一代硅微通道板的主要性能。
大学University2021年第39期基金项目:深圳技术大学教学改革项目“集成光子学实验课程科教融合教学模式的应用探索与研究”（项目编号：20191017）。
作者简介:项炳锡（1988—），男，博士，深圳技术大学新材料与新能源学院助理教授，研究方向：集成光子器件；刘凯歌（1987—），男，硕士，深圳技术大学新材料与新能源学院实验员，研究方向：光电子材料；仇明侠（1978—），女，博士，深圳技术大学新材料与新能源学院副院长，副教授，研究方向：发光材料及器件。
集成光电子技术实验课程科教融合教学模式的应用探索项炳锡*，刘凯歌，仇明侠（深圳技术大学新材料与新能源学院，广东深圳518118）摘要：集成光电子技术在信息处理和传输方面起重要作用，是现代光通信及大规模光电芯片技术发展的重中之重。
本论文针对集成光电子技术课程中出现的概念抽象，对学生的创新与实践能力培养不够等问题，提出了在实验课程中引入集成光子器件设计与优化的科教融合教学模式的改革方法。
该教学模式通过光波导结构以及微环谐振器、马赫增德尔干涉仪等集成光子器件的设计，使学生能够更加深刻地理解课程内容，初步了解学科的前沿动态，激发学生的学习热情和求知愿望，为其进一步深造或走向社会打下一个良好的技术基础。
关键词：科教融合；集成光电子技术；教学改革；高等教育；光波导中图分类号：TN256文献标识码：A文章编号：1673-7164（2021）39-0077-03目前我国高等教育正在逐步由精英教育向大众化教育过渡，高等教育的课程质量成为人们广泛讨论和关注的一个热门话题。
如何在大学中培养具有创新与实践能力的高水平人才成为一个具有很强紧迫性的课题。
尽管包括知名研究型大学在内的全国各高校都在提倡学生创新与实践能力的培养，可近年的高校本科毕业生社会及企业认可度等指标却显示，我国高校毕业生的创新与实践能力的提升状况不容乐观[1]。
根据当前国际高等教育发展趋势及我国高等院校发展的现状，科教融合的教学方法是提高大学生创新实践能力，培养优秀人才的必然途径[2-3]。
光模块工艺流程光模块是一种集成了光电转换器件、光学元件和电子元件的模块化光通信设备。
它广泛应用于光通信、数据中心、光纤传感等领域。
光模块的制造过程涉及到多个步骤和流程，下面将详细介绍光模块的工艺流程。
1. 设计和工艺规划光模块的制造首先需要进行设计和工艺规划。
设计包括光学元件的选型、布局设计、电路设计等。
工艺规划则包括材料的选择、工艺参数的确定、工艺流程的制定等。
2. 光学元件加工光学元件是光模块的重要组成部分，常见的光学元件包括激光二极管、光纤连接器、波分复用器等。
光学元件加工的主要步骤包括：2.1 激光二极管制备激光二极管是光模块的光源，其制备过程包括外延生长、切割、极性标定、腐蚀等步骤。
2.2 光纤连接器制备光纤连接器用于将光纤与光模块的光学元件连接起来，其制备过程包括光纤切割、研磨、粘接等步骤。
2.3 波分复用器制备波分复用器用于实现光信号的多路复用和解复用，其制备过程包括光栅制备、光纤封装等步骤。
3. 光电转换器件制备光电转换器件是光模块的核心部件，常见的光电转换器件包括光电二极管、光电探测器等。
光电转换器件制备的主要步骤包括：3.1 半导体材料生长光电转换器件的关键材料是半导体材料，常用的半导体材料有硅、锗、砷化镓等。
半导体材料的生长过程包括外延生长、离子注入等步骤。
3.2 光电转换器件制作光电转换器件的制作过程包括光刻、腐蚀、金属化等步骤，用于形成光电转换器件的结构和电路。
4. 光学元件组装光学元件组装是将光学元件按照设计要求进行组装，形成光模块的基本结构。
光学元件组装的主要步骤包括：4.1 清洗和检验光学元件在组装前需要进行清洗和检验，以确保其表面干净且无缺陷。
4.2 接合和固定光学元件的接合和固定可以使用粘接剂、焊接等方法，以确保元件之间的位置和相对角度的精确性。
4.3 封装和封装测试光学元件组装完成后，需要进行封装和封装测试。
封装是将光学元件组装到封装盒中，以保护光学元件不受外界环境的干扰。
光模块共封装
光模块，作为一种集成光学器件，被广泛应用于通信领域。
它的封装形式多种多样，其中最常见的是共封装。
共封装光模块是将光学器件和电子器件封装在同一芯片中，以提高系统的集成度和性能。
共封装光模块的设计和制造过程需要考虑多个因素，如光学和电子器件的互相影响、封装材料的选择以及封装结构的设计等。
在光学器件方面，共封装光模块通常采用高质量的光学材料，以实现较低的传输损耗和较高的耦合效率。
而在电子器件方面，共封装光模块需要考虑电子信号的传输和驱动，以及对光学器件的控制和调节。
共封装光模块的应用范围非常广泛。
在光通信领域，它被用于光纤通信系统中的光发射器和光接收器，以及光放大器和光解调器等关键组件。
在光传感领域，共封装光模块可以用于光纤传感器和光学成像系统等应用。
此外，共封装光模块还可以应用于医疗设备、工业检测和军事领域等多个领域。
共封装光模块的优势在于它提供了更高的集成度和更稳定的性能。
由于光学器件和电子器件封装在同一芯片中，共封装光模块可以减少光学和电子器件之间的连接损耗和不稳定性，从而提高整个系统的性能和可靠性。
此外，共封装光模块还可以减小系统的体积和功耗，降低制造成本，提高生产效率。
共封装光模块是一种重要的光学器件封装形式，它在通信和传感等
领域发挥着重要作用。
通过将光学器件和电子器件封装在同一芯片中，共封装光模块提供了更高的集成度、更稳定的性能和更小的尺寸，从而满足了不同应用领域对高性能光学器件的需求。
CHIP的原理和应用1. CHIP简介CHIP（Complementary Metal Oxide Semiconductor High-density Integrated Photonics）是一种基于互补金属氧化物半导体（CMOS）技术的高密度集成光子器件。
它将光电子器件的制造过程与传统的CMOS工艺相结合，实现了高度集成的光电混合芯片。
2. CHIP的原理CHIP的原理基于光电子器件和CMOS电子器件的互补使用。
光电子器件负责实现光信号的发射和接收，而CMOS电子器件负责信号处理和数据处理。
CHIP采用了面向硅基光子学和光电子集成电路的关键技术，通过微纳加工制作出了光器件和电器件的精确结构，以实现光电子器件和CMOS电子器件之间的无缝集成。
3. CHIP的应用CHIP集成了光子器件和电子器件的优势，具有广泛的应用潜力。
以下是一些CHIP的应用领域：3.1 通信领域•光通信：CHIP在光通信领域有着重要的应用。
它可以实现高速、高容量的光纤通信，提供更稳定和可靠的信号传输。
•光互联：CHIP可以用于数据中心和超级计算机之间的高速光互联，提高数据传输速度和处理能力。
•光网络：CHIP可以应用于光网络中的各个环节，包括传输、交换和路由等，提高网络的带宽和性能。
3.2 生物医学领域•光学成像：CHIP可以用于生物医学成像，如生物组织结构的成像和细胞分析等。
它具有高分辨率和高灵敏度的优势。
•生物传感器：CHIP可以集成光传感器和生物传感器，用于检测生物标记物和疾病诊断等应用。
3.3 传感器领域•光电传感器：CHIP可以应用于光电传感器中，实现光信号的精确检测和转换。
•温度传感器：CHIP可以集成温度传感器，用于实时监测和控制温度变化。
3.4 光电子学领域•光电子芯片：CHIP可以应用于光电子芯片的制造，实现更高效和更稳定的光电转换。
•光电存储器：CHIP可以用于光电存储器的制造，提高数据存储密度和读写速度。
电子封装和光电子器件封装摘要:随着微电子机械系统器件和微电子集成电路的不断发展，电子封装起到了很多的作用，满足化学和大气环境的要求。
随着我国四大支柱产业之微电子产业的飞速发展，电子封装，电子烧结工艺在此领域中的应用必将会有大幅度的增长。
光通讯市场的发展为EMS供货商提供了机会和挑战。
光电子组件的问世将推动电子组装行业进一步向纵深发展，不过，必须在降低光电子组件封装的成本前提下，才能够实现这种技术的推广应用。
总之，光电子封装的前景是好的，它将成为被关注的对象并被应用于各个领域中。
关键词:传统电子封装；光电子器件；发展前景。
1.引言介绍传统电子封装与光电子器件的封装及未来的发展展望等。
2.电子封装封装最初的定义是：保护电路芯片免受周围环境的影响（包括物理、化学的影响）。
所以，在最初的微电子封装中，是用金属罐作为外壳，用与外界完全隔离的、气密的方法，来保护脆弱的电子元件。
但是，随着集成电路技术的发展，尤其是芯片钝化层技术的不断改进，封装的功能也在慢慢异化。
通常认为，封装主要有四大功能，即功率分配、信号分配、散热及包装保护，它的作用是从集成电路器件到系统之间的连接，包括电学连接和物理连接。
目前，集成电路芯片的I/O线越来越多，它们的电源供应和信号传送都是要通过封装来实现与系统的连接；芯片的速度越来越快，功率也越来越大，使得芯片的散热问题日趋严重；由于芯片钝化层质量的提高，封装用以保护电路功能的作用其重要性正在下降。
2.1电子封装类型金属封装体（约占1%）：外壳由金属构成，保护性好、但成本高，适用于特殊用途（如图1）（图一、金属封装体）陶瓷封装体（约占2%）：外壳由陶瓷构成，保护性好、但成本高，适用于特殊用途（如图二）（图二、陶瓷封装体）图三）（图三、塑料封装体）2.2 电子封装发展状况国内封装产业随半导体市场规模快速增长，与此同时，IC设计、芯片制造和封装测试三业的格局也正不断优化，形成了三业并举、协调发展的格局。
