微电子认知实训报告

实训报告

一、培养应用型人才的目标

培养德智体全面发展的人才，学生应具有强烈的事业心、高度的社会责任感、辨证唯物主义的世界观；必须保持心理健康、心态平和、乐观积极上进；保持真诚的虚心、执着的专心、不懈的恒心；成为有哲理、有品位、有高尚品格的人；

培养适应社会需求的专业人才，应在通识教育的基础上，强化主干课，进行系列课程的改革，进行系统的实践训练，缩短适应工作的时间；在理论指导下进行实践，培养具有创新意识，创新思维能力，创新实践能力的有发展前途的应用型人才，适应科技形势的发展。

二、培养社会需求的人才

信息产业的主要标志是微电子技术的发展和普遍应用。微电子与计算机产业在世界所有制造业中发展最快、技术变化最大、附加值最高、应用面最广、影响最深远的工业。微电子技术具有轻、薄、小、节能、价廉、可靠、多功能等特点，尤其各种机械器具实现智能化，且达到系统集成。因此，培养懂电路系统又熟悉微电子技术的人才，必须具有扎实的基础理论知识、较强实践能力、理论联系实际的集成电路设计、制造和应用的人才。

三江学院培养的是应用型的本科毕业生，在教学计划的安排上，各门课程的教学大纲，实践性环节的训练都体现与培养目标和要求相一致。在教学计划中，必须保证“电路与系统”方面的必修课程、专业课的主、骨干课程、实验及其课程设计、实验及IC课程设计，确保实践性环节不断线，有计划、有步骤地进行各种实践训练。

三、优化课程体系，以求全面发展

培养学生既有理论又能实践，既有电路系统的知识，又熟悉集成电路设计制造与应用。若理论与实践的关系处理不好，课程安排形成“拼盆”，增加学生负担，影响全面发展。在优化课程体系上，制订出各门课程的教学大纲，注意相关课程之间相互衔接，关键内容不遗漏，达到“削枝强根”，突出重点，以求全面发展。

微电子技术专业，物理知识较为重要，在以往的教学计划中曾开设过：大学物理，热力学与统计物理，量子力学，固体物理和半导体物理等课程。课程改革后归纳为大学物理和半导体物理课程（或称微电子物理基础）。前者增加光电物理方面的知识，后者将统计物理中的“玻兹曼统计，费米狄拉克统计及涨落现象”，量子力学中的“微扰理论和隧道效应”，固体物理中的“能带理论、晶体结构与晶体缺陷”等内容有机结合进去。

为了增加学生实践能力、扩大知识面开设了：数字通信原理、单片机原理与应用、DSP芯片原理与应用、电子线路CAD、数字系统课程设计。为电子技术、集成电路应用奠定了基础。

专业主干课程中除进行理论教学外，安排了：专业物理实验、工艺分析、可靠性分析实验、集成电路课程设计（每位学生设计数字IC、模拟IC各一块）。以及进行相关的限修和选修课程教学实践工作。如集成电路CAD、微电子电路可靠性及其失效分析，特种器件，传感器及其应用，厚薄膜IC等课程。

四、开展产学研合作办学是培养应用型人才的必由之路

工艺课结合生产实习

在集成电路的研制和生产中，制造技术占极其重要的地位。生产实习是教学计划中重要教学环节，是贯彻党的教学方针，加强理论与实际相结合的必修课。

实习过程分三部分：

参观实习如零部件，封装等后道工艺，超纯水，理化分析腌膜制造，硅材料等。

重点实习制造工艺前道，高频功率器件制造工艺，双极IC制造工艺，硅栅MOS制造工艺。

专题实习读版图，主要读懂双极和MOSIC版图，并与线路图进行对照，了解两种版图各自的优点。

最后进行专题总结和课堂讨论，某些实习工艺也可以用电视录象来进行。

五、密切结合生产实际、深化课程设计

专业课程设计不仅能结合理论课程学习，提高实践技能，而且可以培养大学生“独立思考，独立工作能力”即独立查阅资料进行设计。

合理选题是实现培养目标的前提。学生结合生产任务进行毕业设计选题，给学生参加实践训练注入新的活力创造条件。在指导教师和生产第一线科技人员的共同指导下，使大学生受到一次严格的全面训练和综合性工程训练，为毕业后独立工作打下良好的基础，也是最能显示学生个性、发挥独创精神的教学环节。使大学生有机会与教师、科技人员共同实践，一起讨论问题。在分析解决问题的同时，感受到严谨踏实的科学作风，灵活运用所学知识，提高解决实际问题的能力。因此，真刀真枪综合运用所学知识的实践环节，对于启迪学生创新精神，培养学生责任感，全面提高学生素质起着十分重要的作用。这种产学结合的方法是培养应用型人才的必由之路。

鉴于我国集成电路市场持续快速增长，已经成为仅次于美国、日本之后世界第三大集成电路市场，吸引着国际著名厂商的注意力，但与此形成鲜明反差的是，我国集成电路领域人才极度短缺，这无疑将严重影响着中国集成电路行业和市场的健康可持续发展，为此，20xx年10月教育部、科技部批准了清华大学、北京大学、复旦大学、浙江大学、上海交通大学、东南大学、电子科技大学、西安电子科技大学、华中科技大学等九所高校为首批国家集成电路人才培养基地的建设单位，20xx年8月，教育部又批准了北京航空航天大学、西安交通大学、哈尔滨工业大学、同济大学、华南理工大学和西北工业大学等六所高校为国家集成电路人才培养基地的建设单位，20xx年6月教育部再次批准了北京工业大学、大连理工大学、天津大学、中山大学、福州大学等五所高校为三批国家集成电路人才培养基地的建设单位。至此，国家集成电路人才培养基地的布局已初步形成。

此举对我国在新世纪20年历史机遇期中迅速发展集成电路产业，尤其是培育新兴的集成电路设计业有着十分重要的意义。

主干课程

主要课程：大学英语、高等数学、大学物理、电路分析、模拟电路、数字电路、高频电路、半导体物理和器件物理基础、大规模集成电路基础、集成电路制造工艺、半导体材料、集成电路设计、集成电路设计的EDA系统、系统芯片(SOC)设计、光电子器件、微机电系统、集成电路封装、微电子技术发展的规律和趋势。

学习收获：通过学习这门课，学生会有如下收获：

[1] 知道微电子学的用途、主要内容，明白学习微电子学应该掌握哪些基础知识；

[2] 对微电子学的发展历史、现状和未来有一个比较清晰的认识；

[3] 初步掌握半导体物理、半导体器件物理、集成电路工艺、集成电路设计、集成电路CAD方法、MEMS技术等的基本概念，对微电子学的整体有一个比较全面的认识。

内容提要：

1、微电子学常识

1.1 晶体管的发明

了解：晶体管发明的过程，晶体管发明对人类社会的作用

1.2 集成电路的发展历史

掌握：集成电路的概念，集成电路发展的几个主要里程碑

1.3 集成电路的分类

掌握：集成电路的分类方法，MOS集成电路的概念，双极集成电路的概念，

1.4 微电子学的特点

了解：微电子学的概念，微电子学的特点

2、半导体物理和半导体器件物理基础

2.1 半导体及其基本特性

熟练掌握：半导体的概念，杂质对半导体特性的影响

掌握：电导率，电阻率，迁移率，散射 掌握：能带，能级，导带，价带，电子，空穴，多子，少子 2.2 半导体中的载流子

了解：热平衡，过剩载流子

2.3 PN结

熟练掌握：PN结的结构

掌握：PN结的基本工作原理，正向特性，反向特性

了解：PN结中的能带图，PN结的击穿，PN结的电容

2.4 双极晶体管

熟练掌握：双极晶体管的结构

掌握：双极晶体管的工作原理，特性曲线 了解：双极晶体管的电流传输机制，晶体管的放大原理，放大系数，反向电流和击穿电压，频率特性

2.5 MOS场效应晶体管

熟练掌握：MOS晶体管的结构，MOS晶体管的基本工作原理，阈值电压 掌握：MOS晶体管的种类，特性曲线

了解：MOS晶体管的电容

3、大规模集成电路基础

3.1 双极集成电路

掌握：双极集成电路的特点，双极集成电路的基本结构（截面图、俯视图） 了解：双极集成电路的主要形式及其优缺点

3.2 MOS集成电路

掌握：MOS集成电路，CMOS集成电路，CMOS集成电路的特点，MOS集成电路的结构（电路图、俯视图、截面图），MOS晶体管的开关特性

了解：MOS传输门，存储器，CMOS电路的自锁效应

4、集成电路制造工艺

4.1 双极集成电路工艺流程

掌握：双极集成电路结构、工艺流程

4.2 MOS集成电路工艺流程

掌握：MOS集成电路结构、工艺流程

4.3 光刻与刻蚀技术

掌握：光刻工艺的基本原理，湿法腐蚀，干法刻蚀

了解：几种常见的光刻技术，超细线条光刻技术，干法刻蚀的特点

4.4 氧化

掌握：氧化硅的性质及作用，热氧化

了解：热氧化的机理，常见的热氧化方法

4.5 扩散与离子注入

掌握：扩散与离子注入概念、特点和作用

了解：扩散工艺，离子注入的基本原理，退火的作用

4.6 化学气相淀积

掌握：化学气相淀积的作用，采用这种方法可以淀积哪些材料 了解：化学气相淀积Si、多晶硅、氧化硅、氮化硅的方法

4.7 接触和互连

掌握：接触和互连在集成电路中的作用，物理气相淀积的方法

了解：SALICIDE结构，多层布线技术 掌握：隔离的作用，常用的隔离方法 4.8 隔离技术

了解：LOCOS隔离、槽隔离、二极管隔离等的工艺流程

4.9 封装技术

了解：集成电路封装的基本工艺流程，几种常用的封装方法

4.10 集成电路工艺

掌握：前工序、后工序、辅助工序的概念，前工序中的三大类工艺技术，超净实验室

5、集成电路设计

5.1 集成电路设计的特点与信息描述

掌握：集成电路设计信息描述的几种主要方法，版图结构

了解：集成电路设计的特点

5.2 集成电路设计流程

掌握：集成电路设计的三个主要阶段

了解：集成电路分层分级设计的流程

5.3 集成电路设计规则

掌握：集成电路设计规则的作用

了解：以?为单位的设计规则，以微米为单位的设计规则

5.4 集成电路设计方法

掌握：全定制、门阵列、标准单元、积木块、可编程逻辑等设计方法的概念，各种设计方法的特点

了解：兼容设计技术、可测性设计技术

5.5 集成电路设计举例

掌握：简单集成电路设计的基本方法

6、集成电路设计的CAD系统

6.1 集成电路设计的CAD系统概述

了解：集成电路设计的CAD技术

6.2 系统描述与模拟──VHDL语言及模拟

掌握：VHDL语言的基本概念及主要作用

了解：VHDL语言建模机制的特点，VHDL的模拟算法，VHDL语言模拟环境的特点

6.3 综合

掌握：综合的作用和基本过程

6.4 逻辑模拟

掌握：逻辑模拟的基本概念和主要作用

了解：逻辑模拟模型的建立，逻辑描述方法，逻辑模拟算法，开关级逻辑模拟

6.5 电路模拟

掌握：电路模拟的基本概念，电路模拟的基本功能

了解：电路模拟软件的基本结构，电路描述方法

6.6 时序分析和混合模拟

掌握：时序分析和混合模拟的主要作用

了解：时序分析的基本原理，混合模拟

6.7 版图设计的CAD软件

掌握：版图设计的基本概念，版图设计的主要方法

了解：版图的自动设计方法，版图的半自动设计方法，版图的人工设计方法，版图检查与验证方法，制版技术，版图数据交换的格式

6.8 器件模拟

掌握：器件模拟的基本概念

了解：器件模拟的基本原理，器件模拟的基本功能及所用模型，器件模拟的输入文件举例

6.9 工艺模拟

掌握：工艺模拟的基本概念，工艺模拟的基本内容

了解：工艺模拟的输入文件

6.10 计算机辅助测试(CAT)技术

了解：故障模型，计算机辅助测试技术

7、几类重要的特种微电子器件

7.1 薄膜晶体管

掌握：薄膜晶体管的结构和主要用途，薄膜晶体管的特点

7.2 光电子器件

掌握：跃迁辐射和光吸收的基本原理，光电子器件的种类及其作用

了解：发光器件、光电探测器、太阳能电池的基本工作原理和结构

7.3 CCD器件

了解：CCD器件的主要用途、器件结构和基本工作原理

8、微机电系统

8.1 微机电系统的基本概念

掌握：微机电系统的概念，发展趋势，分类，用途等

8.2 几种重要的MEMS器件

了解：微加速度计，微陀螺，微马达等微机电系统

8.3 MEMS加工工艺

了解：硅微机械加工工艺，包括体硅工艺、表面牺牲层工艺等，LIGA加工工艺

8.4 MEMS技术发展趋势

了解：MEMS技术的发展趋势和发展前景

9、微电子技术发展的规律和趋势

9.1 微电子技术发展的一些基本规律

掌握：摩尔定律，三种等比例缩小定律

9.2 微电子技术发展的一些趋势和展望

了解：微电子技术的主要发展趋势，物理极限、系统芯片的概念，近几年将有重大发展的一些关键技术，如SOI技术、微细加工技术、高K介质材料、Cu互连等

微电子学是研究在固体（主要是半导体）材料上构成的微小型化电路、电路及系统的电子学

分支。

作为电子学的分支学科，它主要研究电子或粒子在固体材料中的运动规律及其应用，并利用它实现信号处理功能的科学，以实现电路的系统和集成为目的，实用性强。微电子学又是信息领域的重要基础学科，在这一领域上，微电子学是研究并实现信息获取、传输、存储、处理和输出的科学，是研究信息获取的科学，构成了信息科学的基石，其发展水平直接影响着整个信息技术的发展。微电子科学技术的发展水平和产业规模是一个国家经济实力的重要标志。

微电子学是一门综合性很强的边缘学科，其中包括了半导体器件物理、集成电路工艺和集成电路及系统的设计、测试等多方面的内容；涉及了固体物理学、量子力学、热力学与统计物理学、材料科学、电子线路、信号处理、计算机辅助设计、测试和加工、图论、化学等多个领域。

微电子学是一门发展极为迅速的学科，高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电子学发展的方向。信息技术发展的方向是多媒体（智能化）、网络化和个体化。要求系统获取和存储海量的多媒体信息、以极高速度精确可靠的处理和传输这些信息并及时地把有用信息显示出来或用于控制。所有这些都只能依赖于微电子技术的支撑才能成为现实。超高容量、超小型、超高速、超高频、超低功耗是信息技术无止境追求的目标，是微电子技术迅速发展的动力。

微电子学渗透性强，其他学科结合产生出了一系列新的交叉学科。微机电系统、生物芯片就是这方面的代表，是近年来发展起来的具有广阔应用前景的新技术。

微电子专业毕业生就业方向

微电子人才是社会最为稀缺的高级人才，本科毕业后在微电子学领域及相关的交叉学科领域(如集成电路的设计与制造、计算机技术的开发应用)从事科学研究、教学和应用技术等工作。

教师——从事微电子或者相关专业教学的教师，起薪一般在1000～1500元/月。

硬件工程师——器件制作和工艺，集成电路设计开发，起薪一般在3000～5000元/月。 软件工程师——相关软件的设计和开发工作，起薪一般在1500～5000元/月。 微电子专业毕业生薪酬水平

武汉大学数据统计如下：

微电子学专业毕业1年薪酬指数

微电子学专业46%的微电子学专业学生毕业1年后的薪酬在2000元以下，薪酬在3000元以上的比例为28%。按照十分制计算，微电子学专业毕业1年后的薪酬指数为4.31，与其他专业相比，薪酬属于中等偏上。

微电子学专业毕业2年薪酬指数

42%的微电子学专业学生毕业2年后薪酬在2000元以下，薪酬在3000元以上的比例为34%。按照十分制计算，微电子学专业毕业2年后的薪酬指数为4.08，与其他专业相比，薪酬属于中等偏上。

微电子学专业毕业3年薪酬指数

28%的微电子学专业学生毕业3年后的薪酬在2000元以下，薪酬在3000元以上的比例为51%。按照十分制计算，微电子学专业毕业3年后的薪酬指数为4.18，与其他专业相比，薪酬属于中等偏上。

本专业培养掌握微电子学专业所必需的基础知识、基本理论和基本实验技能，能在微电子学及相关领域从事科研、教学、产品开发、工程技术服务、生产管理与行政管理等工作的高级专业人才。

本专业学生主要学习微电子学的基本理论和基本知识，受到科学实验与科学思维的基本训练，具有良好科学素养，掌握大规模集成电路及新型半导体器件的设计、制造及测试所必需的基本理论和方法，具有电路分析、工艺分析、器件性能分析和版图设计等的基本能力。

1．掌握数学模型、物理方程等方面的基本理论和基本知识；

2．掌握固体物理学、电子学和VLSI设计与制造等方面的基本理论和基本知识，掌握集成电路和其它半导体器件的分析与设计方法，具有独立进行版图设计、器件性能分析和指导VLSI工艺流程的基本能力；

3．了解相近专业的一般原理和知识；

4．熟悉国家电子产业政策、国内外有关的知识产权及其它法律法规；

5．了解VLSI和其它新型半导体器件的理论前沿、应用前景和最新发展动态，以及电子产业发展状况； 6. 掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；具有一定的实验设计，创造实验条件，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文，参与学术交流的能力。

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