半導(dǎo)體器件物理工程認(rèn)證微電子 課程教學(xué)大綱

【半導(dǎo)體器件物理】（工程認(rèn)證版）【PhysicsofSemiconductorDevices】一、基本信息課程代碼：【2080257】課程學(xué)分：【3】面向?qū)I(yè)：【微電子科學(xué)與工程】課程性質(zhì)：【系級(jí)必修課◎】開課院系：機(jī)電學(xué)院電子工程系使用教材：教材【半導(dǎo)體器件物理劉樹林、張華曹、柴常春編，—北京：電子工業(yè)出版社，2015.9】參考書目【半導(dǎo)體器件原理/黃均鼐，湯庭鰲，胡光喜編著—復(fù)旦大學(xué)出版社，2010.7】【半導(dǎo)體器件電子學(xué)/R.M.Warner，B.L.Grung著，呂長(zhǎng)志等譯，—北京：電子工業(yè)出版社，2005.12】、【半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)，RobertF.Pierret著，黃如等譯，—北京：電子工業(yè)出版社，2004.9】課程網(wǎng)站網(wǎng)址：/先修課程：無后續(xù)課程：【模擬電子電路2080188(4)】二、課程簡(jiǎn)介和課程目標(biāo)本課程是微電子和電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)一門理論性較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，通過本課程的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生獲得半導(dǎo)體器件方面的基本知識(shí)，為從事半導(dǎo)體工藝制造，版圖設(shè)計(jì)，集成電路封裝測(cè)試等工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?！栋雽?dǎo)體器件物理》的主要任務(wù)是使學(xué)生掌握半導(dǎo)體器件的工作原理和工作特性，是從事微電子和光電子相關(guān)方向工作的人才必須具備的基礎(chǔ)知識(shí)。通過《半導(dǎo)體器件物理》的學(xué)習(xí)，學(xué)生要掌握半導(dǎo)體物理的基本知識(shí)；重點(diǎn)掌握PN結(jié)、雙極性三極管、MOS場(chǎng)效應(yīng)管和結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的各項(xiàng)性能指標(biāo)參數(shù)及其與半導(dǎo)體材料參數(shù)、工藝參數(shù)及器件幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系；以及了解常用的一些其他半導(dǎo)體器件（如功率MOSFET、IGBT和光電器件）的原理及應(yīng)用。三、選課建議本課程面向微電子科學(xué)與工程，電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的二年級(jí)本科生授課。四、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐（必填項(xiàng)）畢業(yè)要求畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)1.工程知識(shí)：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)用于解決微電子科學(xué)與工程領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題。1.2能針對(duì)具體的設(shè)計(jì)對(duì)象抽象建立計(jì)算模型并分析；11.3能將相關(guān)知識(shí)和數(shù)學(xué)模型用于半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)和分析、版圖設(shè)計(jì)和仿真、系統(tǒng)應(yīng)用等方面工程問題的推演、分析22.能運(yùn)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程科學(xué)原理，識(shí)別和判斷電路、設(shè)計(jì)、工藝等問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)；2.2能認(rèn)識(shí)到解決復(fù)雜微電子科學(xué)與工程問題有多種方案，并能通過文獻(xiàn)研究分析尋求（工程問題的）有效解決方案，獲得有效結(jié)論3備注：表格行數(shù)根據(jù)課程目標(biāo)數(shù)可添加，1個(gè)指標(biāo)點(diǎn)可以1個(gè)或多個(gè)課程目標(biāo)數(shù)來支撐五、課程目標(biāo)/課程預(yù)期學(xué)習(xí)成果序號(hào)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)序號(hào)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)11.2能針對(duì)具體的設(shè)計(jì)對(duì)象抽象建立計(jì)算模型并分析；1.知道半導(dǎo)體器件的基本物理知識(shí)2.能夠綜合運(yùn)用學(xué)過的相關(guān)內(nèi)容，獨(dú)立分析器件的工作原理，性能指標(biāo)的好壞等。課堂授課課堂提問作業(yè)筆記期末考試21.3能將相關(guān)知識(shí)和數(shù)學(xué)模型用于半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)和分析、版圖設(shè)計(jì)和仿真、系統(tǒng)應(yīng)用等方面工程問題的推演、分析運(yùn)用相關(guān)知識(shí)進(jìn)行相關(guān)問題的計(jì)算,分析電路的工作狀態(tài)課堂授課課堂提問作業(yè)筆記期末考試32.2能認(rèn)識(shí)到解決復(fù)雜微電子科學(xué)與工程問題有多種方案，并能通過文獻(xiàn)研究分析尋求（工程問題的）有效解決方案，獲得有效結(jié)論能夠了解整個(gè)半導(dǎo)體器件最新技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，具備自主學(xué)習(xí)和信息查尋能力。1.自主學(xué)習(xí)2.課堂授課課程報(bào)告六、課程內(nèi)容單元知識(shí)點(diǎn)能力要求支撐的課程目標(biāo)教學(xué)難點(diǎn)1.半導(dǎo)體器件的物理基礎(chǔ)（10課時(shí)理論）1.知道半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)和缺陷。L12.理解半導(dǎo)體的能級(jí)和能帶結(jié)構(gòu)。L23.理解半導(dǎo)體中載流子的濃度影響因素，運(yùn)用公式解決相關(guān)計(jì)算題目。L2L34.理解半導(dǎo)體中的平衡與非平衡載流子。L25.分析半導(dǎo)體中載流子的兩種運(yùn)動(dòng)及其影響因素。L46.了解半導(dǎo)體器件的發(fā)展史及發(fā)展動(dòng)態(tài)。1.能夠分析半導(dǎo)體材料的能帶圖。2.能夠運(yùn)用相關(guān)公式進(jìn)行載流子濃度的計(jì)算。3.能夠自主學(xué)習(xí)，進(jìn)行文獻(xiàn)查尋，并會(huì)撰寫報(bào)告。目標(biāo)1，目標(biāo)31.半導(dǎo)體的能帶圖2.PN結(jié)（14課時(shí)理論）1.理解平衡PN結(jié)的形成及能帶結(jié)構(gòu)L22.分析pn結(jié)的直流特性L43.理解PN結(jié)的兩種擊穿特性和兩種電容效應(yīng)L24.運(yùn)用PN結(jié)的開關(guān)特性，分析相應(yīng)電路題目L3L45.理解金屬－半導(dǎo)體的整流接觸和歐姆接觸L21.能夠分析外在電壓變化對(duì)PN結(jié)的直流特性的影響2.能夠分析外在電壓變化對(duì)PN結(jié)電容和擊穿電壓的影響。3.學(xué)會(huì)分析二極管在電路中的作用目標(biāo)1，目標(biāo)21.PN結(jié)的直流特性。2.PN結(jié)的擊穿機(jī)理。3.晶體管的直流特性（10課時(shí)理論）1.理解晶體管的基本結(jié)構(gòu)，知道其制造工藝和雜質(zhì)分布L2L12.理解晶體管的電流放大原理L23.運(yùn)用晶體管的伏安特性曲線，分析晶體管的工作區(qū)域L3L44.知道晶體管的反向電流與擊穿特性L15.知道晶體管的小信號(hào)等效電路L16.理解晶體管電流放大系數(shù)的頻率特性L27.學(xué)會(huì)分析晶體管的開關(guān)特性L41.能夠自己分析晶體管的工作原理。2.能夠判斷晶體管在電路中的工作狀態(tài)。目標(biāo)1，目標(biāo)21．晶體管的工作區(qū)域的判定4MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本特性（14課時(shí)理論）1.理解表面勢(shì)及MOS結(jié)構(gòu)的閾值電壓L22.理解場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)和分類L23.理解并理解MOS場(chǎng)效應(yīng)管的閾值電壓L24.運(yùn)用MOS場(chǎng)效應(yīng)管的直流電流－電壓特性曲線，分析MOS管的工作區(qū)域L3L45.知道小尺寸MOS器件特性L11.能夠分析閾值電壓的影響因素。2.能夠分析MOS管的特性曲線3.能夠判定MOS管的工作區(qū)域。目標(biāo)1，目標(biāo)21.MOS管的閾值電壓。2.MOS管工作狀態(tài)的判定七、評(píng)價(jià)方式與成績(jī)考核項(xiàng)目與對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)及計(jì)分辦法考核成績(jī)由1+X構(gòu)成即期終考試，X1課程報(bào)告，X2作業(yè)，X3課堂提問，筆記各占50%，30%，10%和10%。分別對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)如以下表格：序號(hào)考核方式分值比例對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1期末考試50%課程目標(biāo)1、22X1課程報(bào)告30%課程目標(biāo)33X2作業(yè)10%課程目標(biāo)1、24