MI4221016微电子学专业实验.doc

《微电子学专业实验》教学大纲 课程编号：MI4221016 课程名称：微电子学实验 英文名称：Experiments of Microelectronics Specialty 学时：60/2 学分：2 课程类别：限选 课程性质：专业课 适用专业：微电子学 先修课程：专业基础课和专业课 开课学期：7 开课院系：微电子学院 一、课程的教学目标与任务 目标：通过实验教学环节，培养学生独立完成半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析、微电子器件参数测试与应用、集成电路参数测试与应用和现代集成电路EDA工具使用等方面的实践动手能力，巩固和强化现代微电子技术和集成电路EDA技术相关知识，提升学生在微电子技术领域的竞争力，培养学生灵活运用理论知识解决实际问题的能力，锻炼学生分析、探讨和总结实验结果的能力。 任务：在理论课程的学习基础上，通过大量实验，熟练掌握现代微电子技术中半导体材料特性、微电子工艺技术、微电子器件参数、集成电路EDA技术等相关的实验手段和测试技术。课程以教师讲解，学生实际动手操作以及师生讨论的形式实施。 二、本课程与其它课程的联系和分工 本课程是在学习了《半导体物理》、《半导体器件物理》、《模拟电子技术》、《数字电路与逻辑设计》、《半导体集成电路》、《微电子制造技术》和《电路计算机辅助设计》等理论课程后实施的一门面向微电子学专业的重要实践课程。 三、课程内容及基本要求 本实验内容涵盖半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析、微电子器件和集成电路性能参数测试与应用、现代集成电路EDA技术三部分实验内容。 要求学生掌握半导体材料特性测试技术、微电子技术工艺参数测试分析技术和微电子器件参数测试与应用技术，能够熟练使用集成电路EDA工具软件。 本实验共设置35个实验，要求选作半导体材料特性测试技术和微电子技术工艺参数测试分析类实验、微电子器件参数测试与应用类实验4个、现代集成电路EDA技术和电子线路设计类实验5个，共计3类15个实验。 半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验(选6个)： (一) 半导体材料层错位错观测(2学时) 具体内容：使用金相显微镜，在测微目镜下显示、观察并测试样品的层错和位错形状、结构和数量，对测试数据进行计算、分析。 1.基本要求 （1）掌握半导体材料中层错位错等杂质缺陷的产生机理和显示测试手段； （2）了解金相显微镜的使用规则和测试规范。 2.重点、难点 重点：显示、观察和测试样品的层错和位错； 难点：层错和位错显示、层错和位错产生机理的理解和金相显微镜调试使用。 3.说明：掌握半导体材料中缺陷的产生机理和检测方法。 (二) 半导体材料电阻率的四探针法测量及其EXCEL数据处理(2学时) 具体内容：测试给定的三块不同规格半导体材料样品电阻率，使用EXCEL软件对各个样品的测试数据进行指定方式的计算和处理，画出电阻率波动图。最后试用热探针判别材料导电类型。 1.基本要求 （1）掌握四探针法测量半导体材料电阻率和薄层材料电阻的测试原理及方法； （2）了解热探针判别材料导电类型的机理和方法。 2.重点、难点 重点：样品的电阻率、方块电阻、标准差、不均匀度测量和计算； 难点：EXCEL软件数据处理和热探针判别材料导电类型。 3.说明：学习并掌握半导体材料电阻率测试和EXCEL软件使用方法。 (三) 半导体材料的霍尔效应测试(3学时) 具体内容：利用霍尔效应测试系统分别测定长条、范德堡样品的电阻率、电导率、霍尔系数、衬底浓度、迁移率等多个电学参数；观察半导体的磁阻现象并分析结果。 1.基本要求 （1）掌握半导体材料的电阻率、电导率、霍尔系数、衬底浓度、迁移率等理论概念； （2）了解霍尔效应测试系统的工作原理及测试方法。 2.重点、难点 重点：给定材料的电阻率、电导率、霍尔系数、衬底浓度、迁移率等参数测试； 难点：参数测试和磁阻现象分析。 3.说明：通过实验学习和掌握半导体的重要效应－“霍尔效应”的原理与测试方法。 (四) 高频光电导衰退法测量非平衡少子寿命(2学时) 具体内容：利用高频光电导衰退法分别测量具有高、中、低电阻率的半导体单晶硅样品的少子寿命，并对测试结果进行分析和探讨。 1.基本要求 （1）掌握高频光电导衰退法测量少子寿命的测试原理和方法； （2）掌握半导体材料中少子、少子寿命和电阻率等相关概念。 2.重点、难点 重点：高频光电导衰退法测试实验样品的少子寿命； 难点：概念理解和测试结果分析和探讨。 3.说明：学习和掌握非平衡少子寿命的测试原理和测试方法。 (五) 半导体材料