半导体集成电路课程教案
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电压较低时，由于外电场较弱，还不足以克服PN结内电场 对多数载流了扩散运动的阻力，所以正向电流很小，几乎为 零。此时二极管呈现出很大的电阻。
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1.2 半导体二极管
2.反向特性 图1-10所示曲线②部分为反向特性。二极管两端加上反向
电压时，由于少数载流子漂移而形成的反向电流很小，且在 一定的电压范围内基本上不随反向电压而变化，处于饱和状 态，所以这一段电流称为反向饱和电流IR。硅管的反向饱和 电流约在1μA至几十微安，锗管的反向饱和电流可达几百微 安，如图1-10的OC(OC’)段所示。 3.反向击穿特性 如图1-10中曲线③部分所示，当反向电压增加到一定数值 时，反向电流急剧增大，这种现象称为一极管的反向击穿。 此时对应的反向击穿电压用UBR表示。
1.4.2 晶体三极管的工作原理
三极管有两个按一定关系配置的PN结。由于两个PN结之间 的互相影响，使三极管表现出和单பைடு நூலகம்PN结不同的特性。三 极管最主要的特性是具有电流放大作用。下面以NPN型二极 管为例来分析。
1.电流放大作用的条件 三极管的电流放大作用，首先取决于其内部结构特点，即发
射区掺杂浓度高、集电结面积大，这样的结构有利于载流子 的发射和接收。而基区薄且掺杂浓度低，以保证来自发射区 的载流子顺利地流向集电区。其次要有合适的偏置。三极管 的发射结类似于二极管，应正向偏置，使发射结导通，以控 制发射区载流子的发射。而集电结则应反向偏置，以使集电 极具有吸收由发射区注入到基区的载流子的能力，从而形成 集电极电流。
1.1 半导体基础知识
1.1.1本征半导体
不含杂质且具有完整品体结构的半导体称为本征半导体。最 常用的本征半导体是锗和硅品体，它们都是四价元素，在其 原子结构模型的最外层轨道上各有四个价电子。在单品结构 中，由于原子排列的有序性，价电子为相邻的原子所共有， 形成了如图1-1所示的共价键结构，图中的+4表示四价元素 原子核和内层电子所具有的净电荷。本征半导体在温度 T=0K(热力学温度)目没有其他外部能量作用时，其共价键 中的价电子被束缚得很紧，不能成为自由电子，这时的半导 体不导电，在导电性能上相当于绝缘体。但是，当半导体的 温度升高或给半导体施加能量(如光照)时，就会使共价键中 的某些价电子获得足够的能量而挣脱共价键的束缚，成为自 由电子，同时在共价键中留下一个空位，这个现象称为本征 激发，如图1-2所示，自由电子是本征半导体中可以参与导 电的一种带电粒子，叫做载流子。
“半导体集成电路”课程建设与教学实践
第29卷 第5期2007年10月电气电子教学学报J OURNAL OF EEEVol.29 No.5Oct.2007“半导体集成电路”课程建设与教学实践段吉海(桂林电子科技大学信息与通信学院,广西桂林541004)收稿日期22;修回日期22作者简介段吉海(62),男,广西桂林人,博士生,副教授,主要从事通信技术和微电子技术的教学和科研工作。
摘 要:教学改革的核心是教学内容与课程体系的改革。
为了加强基础,拓宽专业面,必须对课程体系进行优化调整。
本文针对我校微电子学本科专业的课程体系,重点介绍“半导体集成电路”课程建设;首先介绍了“半导体集成电路”课程建设的指导思想,然后阐述了课程建设的内容和实施情况,最后对课程建设的效果进行了简要的分析和总结。
通过三届本专业学生的教学实践,收到了较好的效果。
关键词:教学改革;半导体集成电路;课程体系;课程建设中图分类号:G642.4;TN30 文献标识码:A 文章编号:100820686(2007)0520011203Cour se Constr uction and Teaching Pract ice f or “Semiconductor Integrated Cir cuit ”D UAN Ji 2ha i(School of I nf ormat ion &Comm uni cat i on ,Guil i n Uni vers it y of El ect ronic Technol ogy ,Gui li n 541004,Chi na )Abstract :The co re of teaching reform i s to reform t eachi ng conte nt s a nd course syste m .The co ur se syst em must be opt imize d i n order t o provi de basic knowledge ,e xpand ho rizon i n specific a rea.This pape r st ud 2ies t he course syst em on micro 2elect ronics i n our univer sit y ,t he co ur se const ruct ion for Semiconductor Int egrat ed Ci rc uit is st ressed to int roduce.The i nst ruction i dea on course const ruct io n for SemiconductorInt egrat ed Circui t i s firstl y int roduced ,and t hen t he cont ent s a nd t he pl an of t hat a re p ropo se d.Fi nally brief anal ysi s and sum ma ry on t he effect of t he course const ruct io n are made.B y t he practice to t he st udent s of t hree grades ,a bet ter eff ect of teachi ng is obt ai ned.K eyw or ds :teaching refor m ;semi conductor integrated circuit ;cour se syst em ;cour se const ruction 信息社会的快速发展对集成电路设计人才的需求大幅增加。
半导体集成电路课程教案
半导体集成电路课程教案西安理工大学教案(首页)学院(部):自动化学院系(所):电子工程系1课程代码 04110680 总学时:64 学时课程名称半导体集成电路学分 4 讲课:64 学时上机: 0 学时必修课( ? ) 校级任选课( ) 课程类别实验:0 学时院级任选课( ) 学位课( ? )授课专业电子科学与技术授课班级电子、微电任课教师高勇余宁梅杨媛乔世杰职称教授/副教授通过本课程的教学～要求学生全面掌握各种集成电路包括双极集成电路、MOS集成电路和Bi-CMOS电路的制造工艺～集成电路中元器件的结构、特性及各种寄生效应,学会分析双极IC、数字CMOS集成电路中的倒相器的电路特性～掌握一定的手算分析能力～熟悉版图,掌握静态逻辑、传输门教学目的逻辑及动态逻辑电路的工作原理及特点,了解触发器电路及存储器电路,和要求掌握模拟电路的基本子电路(如电流源～基准源等)的工作原理和特性～掌握基本运算放大器的性能分析和设计方法,掌握AD/DA电路的类型及工作原理～基本了解AD/DA变换器的设计方法。
为后继专业课的学习、将来在集成电路领域从事科研和技术工作奠定良好的理论基础。
教学的重点是帮助学生在电子技术的基础上建立半导体集成电路的概念。
重点讲述集成电路的寄生效应、典型的TTL单元电路以及MOS集成电路的基本逻辑单元和逻辑功能部件，尤其是CMOS集成电路(由于现在的教学重集成电路主流工艺为CMOS集成电路)。
难点在于掌握集成电路中的各种点、难点寄生效应，另外，集成电路的发展很快，很多最新发展状态在书本上找不到现成的东西，比如随着集成电路特征尺寸的减小带来的一些其他二级效应，以及各种不同的新型电路结构各自的特点和原理分析计算。
(1)朱正涌，半导体集成电路，清华大学出版社社(2)张延庆，半导体集成电路，上海科学技术出版社(3)Jan M.Rabaey, Anantha Chandrakasan, etc. Digital IntegratedCircuits数字集成电路设计透视(影印版.第二版)，清华大学出版社(译本:周润德译电子工业出版社)(4)蒋安平等译，数字集成电路分析与设计,深亚微米工艺，电子工业出版社教材和参(5)王志功等译，CMOS数字集成电路-分析与设计(第三版)，电子工业出考书版社(原书名:CMOS Digital Integrated Circuits:Analysis and Design, Third Edition，作者:Sung-Mo Kang, Yusuf Leblebici[美]，McGraw-Hill出版社)(6)陈贵灿等译, 模拟CMOS集成电路设计, 西安交通大学出版社(原书2 名:Design of Analog CMOS Integrated Circuits，作者:毕查德.拉扎维[美]，McGraw-Hill出版社)西安理工大学教案(章节备课)学时:2学时章节第0章绪论通过本章内容学习～帮助学生建立半导体集成电路的概念～使学生了解并教学目的掌握集成电路的发展历史、现状和未来。
集成电路教案
《半导体集成电路》课程教学教案课程总体介绍：教材：选用清华大学出版社出版的朱正涌编写的高等学校电子信息类规划教材《半导体集成电路》一书。
根据同学的基础情况参考了上海科技出版社张延庆，张开华编写《半导体集成电路》。
1．该教材参考教学学时为120学时。
2．本教案按教学学时数：64学时编制。
3．教学内容学时分配：第一篇半导体集成电路制造工艺与寄生效应11学时第0章绪论2学时第一章半导体集成电路基本制造工艺5学时第二章集成电路的寄生效应4学时第二篇双极型逻辑集成电路21学时第三章TTL集成电路11学时第四章TTL中大规模集成电路设计与版图设计8学时第五章ECL电路与IIL电路2学时第三篇MOS 逻辑集成电路24学时第六章MOS反相器与传输们10学时第七章MOS基本逻辑门与版图设计8学时第八章MOS存储器6学时第四篇模拟集成电路8学时第九章模拟集成电路中的元器件与基本单元8学时教案结构：课程内容；课程重点；课程难点；基本概念；基本要求。
基本概念视同学的基础可以适当删减。
：课程教案:第一篇半导体集成电路制造工艺与寄生效应11学时第0章绪论2学时第一章半导体集成电路基本制造工艺5学时第二章集成电路的寄生效应4学时绪论2学时课程内容: 认识集成电路；集成电路的定义：集成电路的应用特点；集成电路分类。
1 半导体集成电路的发展史2 集成电路发展的特点3 半导体集成电路的分类4 课程内容介绍及要求课程重点：介绍了何谓集成电路，集成电路发展过程，集成电路是如何分类的（即可分为膜集成电路.半导体集成电路和混合集成电路。
半导体集成电路）是以制造工艺分类的，以集成电路的发展史集成电路有何特点；介绍了何谓半导体集成电路，半导体集成电路的分类（即按照电路中晶体管的导电载流子状况分类，可分为双极型集成电路和单极型集成电路两种；按照电路工作性质分类，可分为数字集成电路和模拟集成电路两种），半导体集成电路的重要概念-集成度，以及半导体集成电路的优点（即体积小重量轻；技术指标先进可靠性高以及便于大批量生产和成本低等）。
半导体集成电路教学教案
• 掺杂
• 平坦化与抛光
• 测试与封装
光刻工艺与刻蚀工艺
光刻工艺的原理与应用
• 光刻胶与光源的选择
• 曝光与显影过程
• 刻蚀与去除光刻胶
刻蚀工艺的原理与应用
• 干法刻蚀与湿法刻蚀
• 反应离子刻蚀（RIE）与深反应离子刻蚀（DRIE）
• 刻蚀气体与条件的选择
薄膜沉积与掺杂工艺
薄膜沉积的原理与应用
半导体集成电路在人工智能与机器学习领域的应用
• 深度学习神经网络与计算机视觉
• 语音识别与自然语言处理
半导体集成电路在物联网与智能家居领域的应用
• 传感器与执行器
• 通信与数据处理
半导体集成电路在新能源与环保领域的应用
• 太阳能电池与燃料电池
• 节能与减排技术
⌛️
谢谢观看
THANK YOU FOR WATCHING
• 筛选合格芯片与不合格芯片
• 性能测试（如速度测试、功耗测试）
• 评估芯片的可靠性
• 可靠性测试（如热循环测试、振动测试）
05
半导体集成电路应用与前景
半导体集成电路在通信领域的应用
通信电路的基本构成
• 信号处理电路
• 信号传输电路
• 信号接收电路
半导体集成电路在通信领域的应用
• 基带处理器与射频处理器
掺杂工艺的原理与应用
• 化学气相沉积（CVD）
• 扩散掺杂与离子注入掺杂
• 物理气相沉积（PVD）
• 掺杂材料与能量的选择
• 电泳沉积与喷涂沉积
• 掺杂浓度的控制
04
半导体集成电路封装与测试
集成电路封装技术概述
集成电路封装的目的与作用
半导体基础知识教案
半导体基础知识教案教案：半导体基础知识一、教学目标1.了解半导体的基本概念和特性。
2.认识半导体器件的分类和特点。
3.理解PN结的形成原理。
4.掌握半导体材料的基本性质和载流子的性质。
5.能够解释N型和P型半导体的形成过程及其特点。
二、教学重点1.半导体的基本概念和特性。
2.PN结的形成原理和性质。
三、教学难点1.半导体材料的基本性质和载流子的性质。
2.N型和P型半导体的形成过程及其特点。
四、教学过程1.导入（10分钟）通过展示一些常见的电子器件，引导学生思考半导体在电子器件中的作用，并提出相关问题。
2.讲解半导体的基本概念和特性（30分钟）（1）什么是半导体？（2）半导体的特性：导电性介于导体和绝缘体之间，自由载流子密度较低，导电性可通过控制去控制。
（3）半导体的晶体结构：满足共价键结构，可分为三维晶体和二维薄膜。
3.讲解PN结的形成原理和性质（40分钟）（1）PN结的形成原理：在P型和N型半导体相接触时，P型区域的空穴会向N型区域扩散，而N型区域的电子会向P型区域扩散，从而形成PN结。
（2）PN结的特性：具有整流作用，在正向偏置时导通，在反向偏置时截止。
4.讲解半导体材料的基本性质和载流子的性质（40分钟）（1）半导体材料的基本性质：硅和锗是常见的半导体材料，它们的常见性质包括禁带宽度和载流子浓度等。
（2）载流子的性质：包括载流子类型、载流子浓度和载流子迁移率等。
5.解释N型和P型半导体的形成过程及其特点（40分钟）（1）N型半导体的形成：掺杂少量的五价元素，如砷、锑等，形成多余电子，增加了电子浓度，形成N型半导体。
（2）N型半导体的特点：导电性主要由电子提供，因此电子迁移到P 型区域发挥导电作用。
（3）P型半导体的形成：掺杂少量的三价元素，如硼、铝等，形成多余空穴，增加了空穴浓度，形成P型半导体。
（4）P型半导体的特点：导电性主要由空穴提供，空穴迁移到N型区域发挥导电作用。
6.总结与讨论（20分钟）总结半导体的基本概念、特性以及PN结的形成原理和性质。
半导体集成电路教学设计
半导体集成电路教学设计
一、前言
半导体集成电路是当今电子领域中最重要的技术之一。
近年来，集成电路的学科内容不断丰富，而教学方法也需要不断更新，以满足学生的需求。
本文介绍了一种半导体集成电路的教学设计，旨在提高学生的学习兴趣和能力。
二、教学目标
通过本课程的学习，学生将能够：
•了解半导体集成电路工艺和设计中的一些重要概念；
•理解集成电路的布线和作用，并能够运用这些知识来解决实际问题；
•学会使用集成电路设计和仿真软件。
三、课程设计
3.1 教学内容
本课程将介绍以下内容：
1.半导体集成电路工艺和设计初步；
2.集成电路的布线和作用；
3.集成电路设计和仿真软件的使用。
3.2 教学方法
1.授课：老师将讲解课程知识点，并演示一些具体的例子；
2.实验：在教学过程中将进行一些实际的操作，以帮助学生理解和巩固
所学知识；
3.课堂讨论：学生将有机会提出问题和进行点评。
1。
《集成电路》教案
《集成电路》教案集成电路教案一、教学目标本课程的教学目标主要包括：1. 了解集成电路的定义和发展历程；2. 掌握集成电路的分类和特点；3. 理解集成电路的制作原理和工艺流程；4. 熟悉集成电路在电子设备中的应用；5. 培养学生对集成电路的设计和应用能力。
二、教学内容1. 集成电路的定义和发展历程- 集成电路的概念和基本原理- 集成电路的发展历程及其对电子技术的影响2. 集成电路的分类和特点- 按功能分类：逻辑集成电路、模拟集成电路、混合集成电路- 按制造工艺分类：SSI、MSI、LSI、VLSI、ULSI- 集成电路的特点和优势3. 集成电路的制作原理和工艺流程- MOSFET和BJT的基本原理- NMOS和PMOS工艺流程- CMOS工艺流程4. 集成电路在电子设备中的应用- 数字电路中的集成电路应用- 模拟电路中的集成电路应用- 通信和嵌入式系统中的集成电路应用5. 集成电路的设计和应用能力培养- 理解集成电路的设计流程和方法- 使用专业软件进行集成电路设计- 实践项目：设计简单的集成电路电路板三、教学方法本课程采用以下教学方法：1. 讲授法：通过讲解集成电路的基本概念、分类和制作原理，帮助学生建立起相关知识的框架。
2. 实验法：通过实验，让学生亲自操作、观察和验证集成电路的工作原理和应用。
3. 讨论法：通过小组讨论、案例分析等互动方式，加深学生的理解和应用能力。
四、教学评估本课程的评估方式包括：1. 作业：布置相关理论和实践作业，考察学生对集成电路的理解和应用能力。
2. 实验报告：要求学生完成相应的实验报告，对实验结果进行分析和总结。
3. 期末考试：考核学生对课程内容的掌握情况。
五、教学资源本课程所需的教学资源包括：1. 教材：《集成电路导论》2. 实验设备和器材：集成电路开发板、示波器、信号发生器等3. 计算机和软件：EDA软件、仿真软件等六、参考文献1. 陈明. 集成电路[M]. 电子工业出版社, 2018.2. 邓家舜. 集成电路原理与应用[M]. 电子工业出版社, 2017.3. 朱义伟, 等. 集成电路设计与实例分析[M]. 机械工业出版社, 2019.以上是《集成电路》教案的大纲和内容介绍，希望能够帮助学生全面理解和掌握集成电路的基本知识和应用。
半导体学案教案范文
半导体学案教案范文一、教学目标：1.了解半导体的基本概念和特性；2.掌握半导体的结构以及正负杂质对其导电性质的影响；3.理解半导体使用领域和应用。
二、教学内容：1.半导体的基本概念和特性；2.半导体的结构和性质；3.半导体的杂质掺杂和导电性质；4.半导体的使用领域和应用。
三、教学过程：步骤一：引入半导体的基本概念和特性（15分钟）1.向学生简单介绍半导体的概念：半导体是一种介于导体和绝缘体之间的材料，具有中等导电性能；2.解释半导体的特性：在室温下，半导体的导电性能比金属导体差，但比绝缘体好；3.引导学生思考：为什么半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间？步骤二：讲解半导体的结构和性质（20分钟）1.展示半导体的晶体结构图，并解释晶体结构的特点；2.解释共价键和自由电子的概念及其在半导体中的作用；3.解释能带理论：价带和导带的概念，以及能带间的能隙；4.强调能隙对半导体导电性质的影响。
步骤三：讲解半导体的杂质掺杂和导电性质（25分钟）1.解释杂质掺杂的概念和方法；2.介绍正杂质和负杂质对半导体导电性质的影响；3.解释N型半导体和P型半导体的概念及其导电性质；4.强调PN结的形成和作用。
步骤四：探究半导体的使用领域和应用（20分钟）1.引导学生讨论半导体在电子产业中的广泛应用；2.分组讨论半导体的使用领域和应用，列举具体例子；3.提供相关材料和实例，让学生了解半导体在现代科技中的重要性。
步骤五：总结和提问（15分钟）1.总结半导体学的基本内容和要点；2.解答学生提问，帮助学生巩固所学知识；3.鼓励学生提出自己的问题和思考。
四、教学资料：1. PowerPoint幻灯片；2.半导体的晶体结构图；3.相关实例材料和案例分析。
五、教学评估：1.学生的课堂参与和互动行为；2.学生的小组讨论和展示表现；3.学生的课后作业和测验成绩。
六、教学拓展：1.邀请相关行业的专家来学校进行现场讲解和演示；2.研究并介绍当前半导体技术的最新进展和应用领域；3.小组讨论和设计一个基于半导体原理的实验。
《半导体集成电路》教学大纲
《半导体集成电路》教学大纲Semiconductor Integrated Circuits课程编码：12A30550 学分：4 课程类别：专业基础课计划学时：64 其中讲课：64 实验或实践：0 上机：0适用专业：集成电路设计与集成系统推荐教材：余宁梅，杨媛，潘银松，《半导体集成电路》，科学出版社，2011年参考书目：朱正涌，《半导体集成电路》(第2版），清华大学出版社，2009年廖裕评，陆瑞强，《Tanner Pro集成电路设计与布局实战指导》，科学出版社，2011年课程的教学目的与任务本课程的教学目的是通过本课程的学习，学生掌握掌握常用数字集成电路和模拟集成电路的类型、基本电路结构和设计方法，为设计复杂的集成电路结构奠定基础。
本课程的教学任务主要包括介绍常用数字集成电路和模拟集成电路的电路结构和工作原理以及设计方法，学生通过本课程的学习，可以对半导体集成电路的工艺基础和设计原理有全面和系统的掌握，为从事基础研究和应用研究打下基础。
课程的基本要求1、要求学生掌握双极晶体管的基本原理、制作工艺、寄生效应及典型电路；掌握CMOS数字集成电路的基本单元、实现工艺、基本逻辑单元构成及特性、系统构成等；2、掌握MOS型及双极型的模拟电路特性，掌握基本的模拟电路结构、工作原理和各自特点；掌握半导体存储器以及D/A、A/D转换器的结构和工作原理；3、能够采用静态电路设计方法、传输门逻辑方法和动态逻辑方法对数字集成电路进行设计；对带隙基准源电路、差分放大电路进行电路设计及功能仿真，提取并分析仿真参数，明确电路性能；能够根据所学知识设计高速低功耗的SRAM存储器以及基本类型的D/A及A/D转换器。
各章节授课内容、教学方法及学时分配建议（含课内实验）第1章绪论建议学时：2 [教学目的与要求] 了解半导体集成电路的基本概念、分类、发展动态、面临问题，明确学习目的。
[教学重点与难点] 深亚微米集成电路设计、性能与工艺面临问题与挑战[授课方法] 课堂教学[授课内容]第一节半导体集成电路的概念一、半导体集成电路的基本概念二、半导体集成电路的分类第二节半导体集成电路的发展过程第三节半导体集成电路的发展规律第四节半导体集成电路面临的问题一、深亚微米集成电路设计面临的问题与挑战二、深亚微米集成电路性能面临的问题与挑战三、深亚微米集成电路工艺面临的问题与挑战第2章双极型集成电路制造工艺及EM模型建议学时：4 [教学目的与要求] 1、掌握双极型晶体管（BJT管）的结构和工作原理；2、掌握BJT管的制造工艺；3、掌握BJT管理想的EM模型[教学重点与难点] 不同结构BJT管的EM模型。
物理半导体教案设计
一、教案设计概述1. 教学目标：（1）让学生了解半导体的基本概念和性质；（2）让学生掌握半导体材料的制备方法和应用；（3）培养学生动手实验的能力和团队协作精神。
2. 教学内容：（1）半导体的基本概念和性质；（2）半导体材料的制备方法；（3）半导体应用实例；（4）实验操作技能培训；（5）团队协作与创新能力培养。
3. 教学方法：（1）讲授法：讲解半导体的基本概念、性质和制备方法；（2）实验法：进行semiconductor 材料的制备和应用实验；（3）讨论法：引导学生探讨半导体技术的未来发展；（4）案例分析法：分析半导体产业的发展现状和趋势。
4. 教学资源：（1）教材：半导体物理与器件；（2）实验设备：半导体制备设备、实验仪器；（3）多媒体课件：讲解半导体相关知识；（4）网络资源：了解半导体产业的发展动态。
二、第一章：半导体的基本概念和性质（1）让学生了解半导体的定义和分类；（2）让学生掌握半导体的基本性质。
2. 教学内容：（1）半导体的定义和分类；（2）半导体的基本性质：导电性、掺杂、能带结构等。
3. 教学方法：（1）讲授法：讲解半导体的定义、分类和基本性质；（2）案例分析法：分析具体半导体材料的性质及应用。
4. 教学活动：（1）课堂讲授：讲解半导体的基本概念和性质；（2）课后作业：让学生通过教材和网络资源了解常见半导体材料的性质及应用。
三、第二章：半导体材料的制备方法1. 教学目标：（1）让学生了解半导体材料的制备方法；（2）让学生掌握常见半导体材料的制备工艺。
2. 教学内容：（1）半导体材料的制备方法：氧化物法、CVD 方法、MOCVD 方法等；（2）常见半导体材料的制备工艺：硅、锗、砷化镓等。
3. 教学方法：（1）讲授法：讲解半导体材料的制备方法和工艺；（2）实验法：进行半导体材料的制备实验。
（1）课堂讲授：讲解半导体材料的制备方法和工艺；（2）实验操作：让学生动手进行半导体材料的制备实验。
半导体集成电路课程教学大纲
《半导体集成电路》课程教学大纲（包括《集成电路制造基础》和《集成电路原理及设计》两门课程）集成电路制造基础课程教学大纲课程名称：集成电路制造基础英文名称：The Foundation of Intergrate Circuit Fabrication课程类别：专业必修课总学时：32 学分：2适应对象：电子科学与技术本科学生一、课程性质、目的与任务：本课程为高等学校电子科学与技术专业本科生必修的一门工程技术专业课。
半导体科学是一门近几十年迅猛发展起来的重要新兴学科，是计算机、雷达、通讯、电子技术、自动化技术等信息科学的基础，而半导体工艺主要讨论集成电路的制造、加工技术以及制造中涉及的原材料的制备，是现今超大规模集成电路得以实现的技术基础，与现代信息科学有着密切的联系。
本课程的目的和任务：通过半导体工艺的学习，使学生掌握半导体集成电路制造技术的基本理论、基本知识、基本方法和技能，对半导体器件和半导体集成电路制造工艺及原理有一个较为完整和系统的概念，了解集成电路制造相关领域的新技术、新设备、新工艺，使学生具有一定工艺分析和设计以及解决工艺问题和提高产品质量的能力。
并为后续相关课程奠定必要的理论基础，为学生今后从事半导体集成电路的生产、制造和设计打下坚实基础。
二、教学基本要求：1、掌握硅的晶体结构特点，了解缺陷和非掺杂杂质的概念及对衬底材料的影响；了解晶体生长技术（直拉法、区熔法），在芯片加工环节中，对环境、水、气体、试剂等方面的要求；掌握硅圆片制备及规格，晶体缺陷，晶体定向、晶体研磨、抛光的概念、原理和方法及控制技术。
2、掌握SiO2结构及性质，硅的热氧化，影响氧化速率的因素，氧化缺陷，掩蔽扩散所需最小SiO2层厚度的估算；了解SiO2薄膜厚度的测量方法。
3、掌握杂质扩散机理，扩散系数和扩散方程，扩散杂质分布；了解常用扩散工艺及系统设备。
4、掌握离子注入原理、特点及应用；了解离子注入系统组成，浓度分布，注入损伤和退火。
半导体集成电路课程设计
半导体集成电路课程设计设计目的本次半导体集成电路课程设计旨在通过学生对于集成电路相关知识的掌握，培养其对于集成电路设计的能力。
在执行该设计任务的过程中，学生需要掌握至少一种主流的芯片设计软件，实现一个功能完备，性能优秀的电路设计。
设计内容本次半导体集成电路课程设计要求学生独立完成一个单片机的设计，目标是实现一个包含APU、GPU以及总线交互模块的单片机设计。
所有的芯片设计都可以基于C语言以及Verilog进行设计。
本次设计任务要求学生能够达到以下目标：1.实现完整的芯片设计流程2.能够将设计文件导入到各大厂商的芯片制造流程中3.可以基于不同的设计约束修改设计文件，达到更好的性能4.最终得到的设计结果应该满足预期的各种性能指标设计步骤下面将介绍本次半导体集成电路课程设计的主要步骤，包括设计前准备、设计流程、建模、验证以及设计结果导出等。
1. 设计前准备在开始设计之前，学生需要充分准备以下工作：1.学习并掌握主流的芯片设计软件，例如Mentor Graphics、Xilinx ISE、Cadence等2.做好设计工具的环境配置，包括对于各个软件的配置、编译器的安装等3.研究设计的核心算法和参考实现，掌握相关设计规范和流程4.设置设计的基本约束和目标性能参数，例如功耗、时钟频率、面积、设计规模等等2. 设计流程设计流程是芯片设计的核心，是保障设计质量和效率的基础。
本次半导体集成电路课程设计建议采用如下设计流程：1.确认设计目标和约束条件2.系统级设计，包括性能评估、流程规划等3.芯片级设计，包括RTL设计、验证、综合、布局和布线等4.物理设计，包括物理验证、工艺流程搭建、底层设计等5.芯片后端、测试以及芯片生产的流程3. 建模建模是芯片设计的重要环节，目的是在较低的成本和时间下完成设计的优化。
本次课程设计要求学生掌握如下建模方法：1.采用Verilog进行建模2.使用数字块设计技术进行快速的设计和验证3.采用高层次合成工具进行芯片的快速设计4. 验证验证是保障芯片设计成功的关键，主要目的是验证芯片的功能、性能、正确性等。
半导体培训课程设计
半导体培训课程设计一、教学目标本课程的学习目标包括：1.知识目标：学生需要掌握半导体的基本概念、性质、制备方法和应用领域；了解半导体器件的工作原理和性能指标。
2.技能目标：学生能够运用半导体器件进行简单的电路设计和实验操作；能够分析和解决与半导体相关的问题。
3.情感态度价值观目标：学生应该培养对半导体科学技术的兴趣和好奇心，认识半导体技术在现代社会中的重要性，培养创新意识和团队合作精神。
二、教学内容根据课程目标，选择和教学内容，确保内容的科学性和系统性。
教学大纲如下：1.半导体基本概念：介绍半导体的定义、分类和特点，理解半导体与导体和绝缘体的区别。
2.半导体物理：学习半导体的能带结构、载流子运动和掺杂效应，理解半导体的导电机制。
3.半导体器件：介绍半导体器件的类型和结构，包括二极管、晶体管和光电器件等，学习其工作原理和性能指标。
4.半导体制备方法：学习半导体的制备工艺，如氧化物扩散法、离子注入法和分子束外延等。
5.半导体应用领域：了解半导体在电子、光电子和微电子等领域的应用，认识半导体技术对现代社会的影响。
三、教学方法选择合适的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。
教学方法包括：1.讲授法：通过教师的讲解，介绍半导体相关的基本概念、原理和器件。
2.讨论法：学生进行小组讨论，促进学生思考和交流，解决问题和深化理解。
3.案例分析法：分析具体的半导体器件应用案例，让学生了解半导体技术在实际中的应用。
4.实验法：安排实验课程，让学生亲手操作半导体器件，加深对半导体器件工作原理的理解。
四、教学资源选择和准备适当的教学资源，包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
教学资源应支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。
教学资源包括：1.教材：选择适合学生水平的半导体教材，提供系统性的知识学习。
2.参考书：提供相关的半导体参考书籍，供学生深入学习和研究。
3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，生动展示半导体的原理和应用。
第6章半导体集成电路课件
TTL集成电路的全名称 是晶体管—晶体管逻 辑集成电路。它由 NPN或PNP型晶体管 组成。
1．TTL集成电路的分类
（1） 国际通用标准TTL集成电路的分类
– 54/74系列TTL数字逻辑集成电路一般分为六大 类：
– 54／74XX：标准TTL电路系列 – 54／74SXX：肖特基TLL电路系列 – 54／74HXX：高速TTL电路系列 – 54／74LSXX：低功耗肖特基TTL电路系列 – 54／74ASXX：先进肖特基TTL电路系列 – 54／74ALSXX：先进低功耗肖特基TTL电路系
一、中国半导体集成电路型号命 名
根据国家标准规定，集成电路由五部分组 成
– 第0部分：用字母C表示器件符合国家标准 – 第一部分：用字母表示器件类型， – 第二部分：用阿拉伯数字和字符表示器件的系
列和品种代号 – 第三部分：用字母表示器件的工作温度范围， – 第四部分：用字母表示器件封装形式，
6.3 各类集成电路的性能比较
2．集成电路的代换
集成电路的系列多达几十甚至几百多种， 其型号更是不可胜数。在这品种繁多的集 成电路中，既有不同厂家自行设计生产的 同一功能的集成电路，也有仿制产品及组 装产品，还有改进型产品等。因此，集成 电路的代换异常复杂。
ECL集成电路在高速信息系统中应用广泛。
6.3.4 三种集成电路的性能比较
TTL、CMOS、ECL等各种集成电路的性能 比较见表。
6.3.5 集成电路的使用注意及代换
1．集成电路的使用注意
– 集成电路是一种结构复杂，功能多，体积小， 价格贵，安装与拆卸比较麻烦，而且容易损坏 的电子器件。因此，在选购和使用过程中，一 定要按照要求仔细操作，切莫造成不必要的损 失。
电工与电子技术-半导体器件电子教案
电工与电子技术-半导体器件电子教案第一章：半导体基础知识1.1 半导体的概念与分类1.2 半导体的导电特性1.3 掺杂对半导体的影响1.4 半导体材料的制备方法第二章：二极管2.1 二极管的结构与分类2.2 二极管的伏安特性2.3 二极管的应用电路2.4 特殊二极管介绍第三章：晶体三极管3.1 晶体三极管的结构与分类3.2 晶体三极管的工作原理3.3 晶体三极管的伏安特性3.4 晶体三极管的应用电路第四章：场效应晶体管4.1 场效应晶体管的结构与分类4.2 场效应晶体管的工作原理4.3 场效应晶体管的伏安特性4.4 场效应晶体管的应用电路第五章：集成电路5.1 集成电路的基本概念5.2 集成电路的分类与特点5.3 集成电路的封装与测试5.4 常见集成电路的应用案例第六章：晶闸管及其应用6.1 晶闸管的结构与分类6.2 晶闸管的工作原理6.3 晶闸管的伏安特性6.4 晶闸管的应用电路第七章：功率集成电路7.1 功率集成电路的基本概念7.2 功率集成电路的分类与特点7.3 功率集成电路的封装与测试7.4 常见功率集成电路的应用案例第八章：光电器件8.1 光电器件的基本概念8.2 光电器件的分类与特点8.3 光电器件的伏安特性8.4 光电器件的应用电路第九章：半导体传感器9.1 半导体传感器的概念与分类9.2 半导体传感器的原理与应用9.3 常见半导体传感器的特点与选择9.4 半导体传感器在自动化技术中的应用第十章：半导体器件的测试与保护10.1 半导体器件测试的基本方法10.2 半导体器件保护电路的设计10.3 半导体器件的可靠性与失效分析10.4 半导体器件测试与保护在实际应用中的重要性重点和难点解析重点一：半导体的导电特性解析：半导体的导电特性是理解半导体器件工作的基础，其中载流子（电子和空穴）的浓度、迁移率和寿命是关键参数。
需要通过实验和模拟来加深学生对这些特性的理解。
重点二：二极管的伏安特性解析：二极管的伏安特性曲线是教学中的难点，需要通过图解和实验来让学生理解正向导通和反向截止的物理过程。
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半导体集成电路课程教案西安理工大学教案(首页)学院(部):自动化学院系(所):电子工程系1课程代码 04110680 总学时:64 学时课程名称半导体集成电路学分 4 讲课:64 学时上机: 0 学时必修课( ? ) 校级任选课( ) 课程类别实验:0 学时院级任选课( ) 学位课( ? )授课专业电子科学与技术授课班级电子、微电任课教师高勇余宁梅杨媛乔世杰职称教授/副教授通过本课程的教学～要求学生全面掌握各种集成电路包括双极集成电路、MOS集成电路和Bi-CMOS电路的制造工艺～集成电路中元器件的结构、特性及各种寄生效应,学会分析双极IC、数字CMOS集成电路中的倒相器的电路特性～掌握一定的手算分析能力～熟悉版图,掌握静态逻辑、传输门教学目的逻辑及动态逻辑电路的工作原理及特点,了解触发器电路及存储器电路,和要求掌握模拟电路的基本子电路(如电流源～基准源等)的工作原理和特性～掌握基本运算放大器的性能分析和设计方法,掌握AD/DA电路的类型及工作原理～基本了解AD/DA变换器的设计方法。
为后继专业课的学习、将来在集成电路领域从事科研和技术工作奠定良好的理论基础。
教学的重点是帮助学生在电子技术的基础上建立半导体集成电路的概念。
重点讲述集成电路的寄生效应、典型的TTL单元电路以及MOS集成电路的基本逻辑单元和逻辑功能部件，尤其是CMOS集成电路(由于现在的教学重集成电路主流工艺为CMOS集成电路)。
难点在于掌握集成电路中的各种点、难点寄生效应，另外，集成电路的发展很快，很多最新发展状态在书本上找不到现成的东西，比如随着集成电路特征尺寸的减小带来的一些其他二级效应，以及各种不同的新型电路结构各自的特点和原理分析计算。
(1)朱正涌，半导体集成电路，清华大学出版社社(2)张延庆，半导体集成电路，上海科学技术出版社(3)Jan M.Rabaey, Anantha Chandrakasan, etc. Digital IntegratedCircuits数字集成电路设计透视(影印版.第二版)，清华大学出版社(译本:周润德译电子工业出版社)(4)蒋安平等译，数字集成电路分析与设计,深亚微米工艺，电子工业出版社教材和参(5)王志功等译，CMOS数字集成电路-分析与设计(第三版)，电子工业出考书版社(原书名:CMOS Digital Integrated Circuits:Analysis and Design, Third Edition，作者:Sung-Mo Kang, Yusuf Leblebici[美]，McGraw-Hill出版社)(6)陈贵灿等译, 模拟CMOS集成电路设计, 西安交通大学出版社(原书2 名:Design of Analog CMOS Integrated Circuits，作者:毕查德.拉扎维[美]，McGraw-Hill出版社)西安理工大学教案(章节备课)学时:2学时章节第0章绪论通过本章内容学习～帮助学生建立半导体集成电路的概念～使学生了解并教学目的掌握集成电路的发展历史、现状和未来。
明确本课程教学内容及教学目标～和要求提出课程要求。
要求学生通过本章学习～能够明确学习目标。
重点:集成电路的概念～集成电路的发展规律～集成电路涵盖的知识点重点及集成电路的分类。
难点难点: 集成电路的宏观发展与微观发展的关联。
教学内容:1 集成电路1.1 集成电路定义1.2集成电路分类教学进程2 半导体集成电路 (含章节2.1 半导体集成电路分类教学内2.2 半导体集成电路的作用容、学时2.3 半导体集成电路的术语分配、教学方法、 2.3 半导体集成电路的发展史辅助手2.4 集成电路在我国的现状段) 课程内容介绍及参考书以上内容计划讲授2学时。
拟采用多媒体教学～以自制PPT为主。
思考题:我国未来集成电路产业发展模式思考本章思考题内容提纲:? 集成电路产业发展趋势?我国集成电路的发展状况?我国集成电路发展面临的机遇与展望Jan M.Rabaey, Anantha Chandrakasan, etc.数字集成电路设计透视，Jan M.Rabaey, Anantha Chandrakasan, etc.数字集成电路设计透视，主要清华大学出版社(译本:周润德译电子工业出版社) 清华大学出版社(译本:周润德译电子工业出版社) 参考资料施敏院士报告施敏院士报告备注3西安理工大学教案(课时备课)第 1 次课 2 学时课目、课题绪论通过本次课，帮助学生建立半导体集成电路的概念，使学生了解并掌教学目的握集成电路的发展历史、现状和未来。
明确本课程教学内容及教学目标，和要求提出课程要求。
要求学生通过本章学习，能够明确学习目标。
重点:集成电路的概念～集成电路的发展规律～集成电路涵盖的知识重点点及集成电路的分类。
难点难点: 集成电路的宏观发展与微观发展的关联。
1( 介绍何谓集成电路，集成电路是如何分类的(即可分为膜集成电路.半导体集成电路和混合集成电路);介绍何谓半导体集成电路，半导体集成电路的分类(即按照电路中晶体管的导电载流子状况分类，可分为双极型集成电路和单极型集成电路两种;按照电路工作性质分类，可分为数字集成电路和模拟集成电路两种)，半导体集成电路教学进程中的重要术语-集成度，以及半导体集成电路的优点(即体积小重量(含课堂教轻;技术指标先进可靠性高以及便于大批量生产和成本低等); (1学内容、教小时) 学方法、辅2(集成电路的发展历史、现状及未来助手段、师, 发展过程生互动、时, 现状间分配、板, 趋势书设计), 摩尔定律3(集成电路在我国的发展现状4(本课程要进行的学习内容5(教材及主要参考资料6(课程学习及考核要求 ,2，6共1小时,1(什么叫半导体集成电路,按照半导体集成电路的集成度来分，分为哪些类型，请同时写出它们对应的英文缩写, 作业布置 2(按照器件类型分，半导体集成电路分为哪几类,3(按电路功能或信号类型分，半导体集成电路分为哪几类,Jan M.Rabaey, Anantha Chandrakasan, etc.数字集成电路设计透视，Jan M.Rabaey, Anantha Chandrakasan, etc.数字集成电路设计透视，主要清华大学出版社(译本:周润德译电子工业出版社) 清华大学出版社(译本:周润德译电子工业出版社) 参考资料施敏院士报告施敏院士报告课后自我总结分析4西安理工大学教案(章节备课)学时:4学时章节第1章集成电路的基本制造工艺通过本章内容学习～帮助学生熟练掌握半导体集成电路包括双极集成电教学目的路、MOS集成电路及Bi-CMOS集成电路制造工艺及工艺流程。
要求学生能够和要求了解各道工序的意义及作用～能够根据平面版图画出器件断面图。
重点: 双极集成电路、MOS集成电路及Bi-CMOS集成电路制造工艺及工重点艺流程。
有源元件及无源元件的结构及实现。
难点难点:版图与断面图的对应关系～光刻与器件结构的关系。
教学内容:1(双极集成电路的工艺流程,2学时,, PN结隔离双极集成电路的基本制作工艺, 相关工艺参数的确定准则教学进程2(MOS集成电路的工艺流程及Bi-CMOS工艺,2学时, (含章节, MOS集成电路根据实现方法可分为:P阱工艺、N阱工艺及双阱工艺。
教学内, 以P阱工艺为例具体讲述工艺流程。
容、学时, 版图与断面图的对应关系。
分配、教, Bi,CMOS工艺又分为以双极工艺为基础及以MOS工艺为基础的两类。
学方法、以MOS工艺为基础的工艺为例讲述Bi,CMOS工艺。
辅助手以上内容计划讲授4学时,分章节学时见上,。
拟采用多媒体教学～以自段) 制PPT为主。
作业:1( 对应相应版图画出A-A’,B-B’ C-C’的断面图,版图见PPT教案,。
2( 课本P14, 1.1本章思考题 3( 画出NPN管的版图～并标注各区域的掺杂类型。
4.请画出反相器的版图～并标注各层掺杂类型和输入输出端子。
5. 课本p14 1.2朱正涌～半导体集成电路～清华大学出版社朱正涌～半导体集成电路～清华大学出版社主要参考资料数字集成电路――电路～系统与设计周润德等译电子工业出版社备注5西安理工大学教案(课时备课)第 2 次课 2 学时课目、课题双极集成电路的基本制造工艺通过本次课，帮助学生掌握双极集成电路的典型制造工艺，要求学生教学目的和要求熟悉双极集成电路的工艺流程及双极晶体管的版图课程重点:1.集成电路中双极元件的隔离，重点讲述PN结隔离2(双极集成晶体管的结构，重点讲述几个区及隐埋层的作用重点难点 3(基本制作工艺中的几次光刻课程难点:PN结隔离的机理，隐埋层的作用，外延层的设计参数考虑1. 双极集成电路中的元件结构(1)双极分立元件:二极管、三极管结构及简单制作过程(2)集成电路中双极元件的隔离——PN结隔离和介质隔离(3)集成晶体管的结构(给出断面图):讲解隐埋层的作用教学进程2. 双极集成电路的基本制造工艺(含课堂教(1) 衬底选择学内容、教(2) 第一次光刻:N，隐埋层光刻学方法、辅(3) 外延层:外延层的设计(电阻率和厚度) 助手段、师(4) 第二次光刻:P+隔离扩散孔光刻生互动、时(5) 第三次光刻:P型基区扩散孔光刻间分配、板(6) 第四次光刻:N，发射区扩散孔光刻书设计)(7) 第五次光刻:引线孔光刻(8) 铝淀积(9) 第六次光刻:反刻铝1.对应相应版图画出A-A’,B-B’ C-C’的断面图,版图见PPT教案,。
作业布置2.课本P14, 1.13.画出NPN管的版图～并标注各区域的掺杂类型。
主要朱正涌，半导体集成电路，清华大学出版社朱正涌，半导体集成电路，清华大学出版社参考资料课后自我总结分析6西安理工大学教案(课时备课)第 3 次课 2 学时课目、课题 MOS集成电路的基本制造工艺通过本次课，帮助学生掌握MOS集成电路的典型制造工艺(包括N教学目的阱和P阱)，要求学生熟悉MOS集成电路的工艺流程及CMOS反相器和要求的版图课程重点:1.P阱CMOS集成电路工艺2.N阱CMOS集成电路工艺重点难点课程难点:要在典型工艺的基础上兼顾最新的工艺如铜布线、深亚微米的MOS结构，让学生了解前沿技术1. P阱CMOS集成电路工艺(稍微详细介绍35分钟) 教学进程2. N阱CMOS集成电路工艺(有了P阱的基础，这里进度放快，基本(含课堂教工艺部分15分钟)，引出多层布线及铜布线、场区注入、深亚微米的学内容、教MOS晶体管结构(20分钟) 学方法、辅助手段、师3. 双阱CMOS工艺(10分钟)生互动、时4. BiCMOS集成电路工艺(20分钟)间分配、板书设计)1.请画出反相器的版图～并标注各层掺杂类型和输入输出端子。
2. p14 1.2 作业布置主要朱正涌，半导体集成电路，清华大学出版社朱正涌，半导体集成电路，清华大学出版社参考资料课后自我总结分析7西安理工大学教案(章节备课)学时:4学时章节第2章集成电路中的元件及其寄生效应通过本章内容～帮助学生掌握集成电路中的双极晶体管、MOS的结构～本征双极晶体管的EM模型、双极晶体管和MOS的有源和无源寄生效应～集成电路中无源元件,包括电阻和电容,的基本结构和版图。