集成电路导论

《集成电路导论》教学大纲

一、课程信息

课程代码：T0800039

课程名称：集成电路导论

英文名称：Integrated Circuit Introduction

课程类别：专业拓展课

总学时：36 学时

理论学时：36 学时

实践学时：0 学时

学分：2 学分

开设学期：第6学期

适用对象: 电子信息科学与技术专业学生

考核方式：考查

先修课程：模拟电路基础、数字电路基础、EDA技术

大纲拟定人：张岩

大纲审定人：吴顺伟

二、课程简介

主要写明课程性质、类别、主要内容、教学目的等。

《集成电路原理》是电子信息技术专业学生的一门专业拓展课。课程性质为选修课，课程较全面地介绍了半导体集成电路的基本原理，主要内容包括集成电路中的元器件的结构、特性；集成电路的典型工艺；常用的双极集成电路和MOS集成电路的电路结构、工作原理；集成电路的设计方法和计算机辅助设计。通过学习，使学生能够了解并掌握半导体集成电路的基本的分析方法和设计方法。

三、教学内容及要求

第一章绪论

教学目标和要求：了解集成电路发展历史及其对人类社会的作用，掌握集成电路的概念，集成电路发展的几个主要阶段，掌握集成电路设计与制造流程。

教学重点和难点：掌握集成电路的设计与制造流程

实践环节：无

建议使用的教学方法与手段：图文结合多媒体讲授

教学学时：理论2学时实践0学时

第一节集成电路的基本概念

一、集成电路的定义

二、集成电路的发展史

三、集成电路的分类

第二节集成电路的设计与制造流程

一集成电路的设计流程

二集成电路制造的基本步骤

三集成电路工艺技术水平衡量指标

第三节集成电路的发展

一国际集成电路的发展

二我国集成电路的发展

第二章集成电路制造

教学目标和要求：了解集成电路制造的基本要素、主要制造工艺、CMOS工艺流程、工艺评估。了解集成电路制造的基本要求，掌握集成电路制造的材料生长、硅片制备、氧化、离子注入等主要工艺手段，掌握CMOS工艺流程。

教学重点和难点：掌握集成电路主要制造工艺及CMOS工艺流程。

实践环节：无

建议使用的教学方法与手段：图文结合的多媒体讲授

教学学时：理论2学时实践0学时

第一节集成电路制造的基本要素

一集成电路制造的基本要求

二标准生产线的几大要素

第二节主要制造工艺

一集成电路制造的基本流程

二制造集成电路的材料

三硅片制备

四氧化

五淀积

六光刻

七刻蚀

八离子注入

第三节 CMOS工艺流程

一基本工艺流程

二闩锁效应及其预防措施

四工艺评估

一晶圆的电性测量

二层厚的测量

三污染物和缺陷检查

第三章 MOSFET

教学目标和要求：掌握MOSFET的结构与特性、短沟道效应、按比例缩小理论、MOSFET电容、MOSFET 电容效应，掌握MOS器件的SPICE模型。

教学重点和难点：掌握MOSFET的结构与特性和MOS器件的SPICE模型

实践环节：无

建议使用的教学方法与手段：图文结合多媒体讲授

教学学时：理论2学时实践0学时

第一节 MOSFET的结构与特性

一 MOSFET结构

二 MOSFET电流-电压特性

三 MOSFET开关特性

第二节短沟道效应

一载流子速率饱和及其影响

二阈值电压的短沟道效应

三迁移率退化效应

四倍增和氧化物充电

第三节按比例缩小理论

第四节 MOSFET电容

第五节 MOS器件SPICE模型

一 LEVEI-1模型

二 LEVEL 2模型

三 LEVEL 3模型

第四章基本数字集成电路

教学目标和要求：掌握电阻反相器、E/D反相器、CMOS反相器的工作原理，理解静态反相器的设计，掌握MMOS/CMOS逻辑结构，掌握MOS触发器的工作原理，掌握多路开关、加法器和进位链，理解算数逻辑单元，了解寄存器。掌握集成电阻、集成电容、互连线的概念，理解集成电阻、集成电容、互连线在集成电路中的应用。

教学重点和难点：掌握典型组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计

实践环节：无

建议使用的教学方法与手段：图文结合多媒体讲授

教学学时：理论6学时实践0学时

第一节 CMOS反相器

一 CMOS反相器结构与工作原理

二静态特性

三动态特性

四功耗

第二节典型组合逻辑电路

一带耗尽型NMOS负载的MOS逻辑电路

二 CMOS逻辑电路

三 CMOS传输门

第三节典型CMOS时序逻辑电路

一 RS锁存器

二 D锁存器和边沿触发器

三施密特触发器

第四节扇入扇出

第五节互联线电容与延迟

第六节存储器

一存储器的结构与ROM阵列

二静态存储器SRAM

三动态存储器DRAM

第五章模拟集成电路基础

教学目标和要求：掌握模拟集成电路设计基本步骤，掌握典型的模拟单元电路的设计方法和分析方法。

教学重点和难点：掌握典型的模拟单元电路的设计方法和分析方法

实践环节：无

建议使用的教学方法与手段：图文结合多媒体讲授

教学学时：理论6学时实践0学时

第一节模拟集成电路种类及应用

一运算放大器

二 A／D、D／A变换器

三RF集成电路

四功率集成电路

第二节单管放大电路

一共源极放大器

二共射极放大器

三共漏极放大器（源随器）